(57)【要約】【課題】  横転判断信頼性と横転検知早さを、両立させた高性能な横転判定アルゴリズムを有する車両横転判断システムを提供する。【解決手段】  車両１０に設けられた乗員拘束装置１３を作動させるために、車両の横転判断を行う車両横転判断システム１００である。車両は、ロール角速度センサＳ３と横方向加速度センサＳ１と上下方向加速度センサＳ２とを備えている。また、この車両横転判断システム１００では、角速度ωに係る信号と横方向加速度Ｇｙに係る信号と上下方向加速度Ｇｚに係る信号に基づいて、車両の横転を判定する車両横転判定手段１０６と車両に乗車する乗員の挙動を予想する乗員挙動予想手段１０５を設け、車両の横転を判定するときに乗員挙動予想手段１０５で予想される乗員の挙動によって車両の横転を判定するときのしきい値を変える緊急性判定手段１０５ａを備えている。【選択図】  図５
2005225284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた乗員拘束装置を作動させるために、前記車両の横転判断を行う車両横転判断システムにおいて、
前記車両は、ロール角速度センサと横方向加速度センサと上下方向加速度センサとを備え、
前記ロール角速度センサで検出されるロール角速度に係る信号と前記横方向加速度センサで検出される横方向加速度に係る信号と前記上下方向加速度センサで検出される上下方向加速度に係る信号に基づいて、前記車両の横転を判定する車両横転判定手段と、
前記横方向加速度センサで検出される前記横方向加速度に基づいて、前記車両に乗車する乗員の挙動を予想する乗員挙動予想手段を設け、
前記車両横転判定手段での前記車両の横転を判定ときに前記乗員挙動予想手段で予想される前記乗員の挙動によって前記車両の横転を判定するときのしきい値を変える緊急性判定手段を備えることを特徴とする車両横転判断システム。
【請求項２】
前記乗員の挙動は、前記車両に固定した座標系での前記乗員の頭部の横変位と速度であることを特徴とする請求項１記載の車両横転判断システム。
【請求項３】
前記車両横転判定手段は、横転形態を判別する横転形態判定手段を備え、
前記横転形態判定手段によって判定した横転形態毎に横転の判定を行うことを特徴とする請求項１または２記載の車両横転判断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両横転判断システムに関し、特に、車両横転時に、乗員の障害危険性を低減するためのサイドカーテンエアバッグなどの乗員拘束装置を作動するために用いられる車両横転判断システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の横転を判断するシステムは、車両の前後方向に延長される軸を中心とした回転角速度（ロール角速度）を検出するロール角速度センサを備えており、車両を、その車両の左右どちらかの前後輪と地面とが接触する２点を結んだ直線を回転軸とする剛体振り子とみなして、その剛体振り子の持つ全エネルギーに基づいて横転の判断を行う。
【０００３】
すなわち、車両に備えられたロール角速度センサで検出されたロール角速度とロール角速度を積分して求めたロール角度により、現在車両のもつ左右どちらかの前後輪の地面と接触した２点を結んだ直線を回転軸とし、地面を位置エネルギーがゼロとなる基準としたときの回転運動エネルギーと重力ポテンシャルエネルギー（位置エネルギー）を求め、それらのエネルギーの和と所定のしきい値を比較することにより、横転判定を行うものである。
【０００４】
図２７は、車両２００を後方から見た図であり、図２７（ａ）は車両２００が地面２０１から車輪２０２の地面２０１との接点（回転中心Ｏ）を中心として角度θの直線上に重心Ｍがあるときの状態を示す。車両の質量をｍ、重力加速度をｇ、回転中心Ｏと重心Ｍとの距離をｒとし、ロール角速度をωとすると、慣性モーメントをＩで表したとき、回転運動エネルギー（Ｉω２／２）と重力ポテンシャルエネルギー（ｍｇｒｓｉｎθ）の和によって全エネルギーが表される。また、図２７（ｂ）は、車両２００が車輪２０２の地面２０１との接点（回転中心Ｏ）を中心として回転し、重心Ｍの地面からの高さが最大になったときの状態を示す。このとき、位置エネルギーは最大のｍｇｒをとる。車両の慣性モーメントＩと回転角速度（ロール角速度）ωによって表される回転運動エネルギー（Ｉω２／２）と重力ポテンシャルエネルギー（ｍｇｒｓｉｎθ）の和として表される全エネルギーが、車両の重心Ｍが図２７（ｂ）で示す最大の高さになったときの位置エネルギー（重力ポテンシャルエネルギー）ｍｇｒより小さければ、車両の横転が起こらず、大きければ、車両の横転が起こるとして横転判定を行っている。
【０００５】
そのようなシステムを用いた乗員拘束装置が、特許文献１に記載されている。その乗員拘束装置は、車両の前後方向に延長される軸を中心とした回転角速度（ロール角速度）を検出するロール角速度検出手段と、このロール角速度検出手段が検出したロール角速度に基づいて車両のロール角度を算出するロール角度算出手段と、ステアリングの操舵角を検出する操舵角検出手段と、乗員を拘束する乗員拘束具とを有している。この装置は、制御手段を備え、その制御手段は、ロール角速度検出手段が検出したロール角速度が所定角速度を超えかつ、ロール角度算出手段が算出したロール角度が第１の所定角度を超えたときに、乗員拘束具を作動させる。
【０００６】
ところで、横転事故の約半数を占めるトリップオーバー（横滑りつまづき横転、すなわち、車両が横滑りやスピンしている状態で、障害物（土手、わだち、縁石等）にタイヤ・ホイールが引っかかり急激な横減速度が発生し、つまづき、横転するモード）では、横方向の減速度により、横方向に減速する加速度を車両は持っているため、乗員に慣性力がかかり横方向に乗員が移動するため、乗員の横方向の移動が速い。そのため、サイドカーテンエアバッグのような、乗員の横方向の移動量によって、その展開要求時間（ＲＴＴＦ）（車両サイドに乗員の体が到達するまでの時間）が決まるような保護デバイスに対する起動装置としては、ロール角速度とロール角度のみから横転判断を行う従来の技術では、その展開要求時間までに確実な横転判断をすることが難しい可能性があった。また、一方、横転検知早さを優先すると、横転判断の信頼性が低下し、横転しないような場合にも、横転判断してしまう可能性があった。したがって、横転判断信頼性と横転検知早さを、両立させてさらに横転判断の信頼性を向上することが望まれていた。
【特許文献１】特開２００３−４００６２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、サイドカーテンエアバッグのような、乗員の横方向の移動量によって、その展開要求時間（ＲＴＴＦ）が決まるような保護デバイスに対する起動装置としては、ロール角速度とロール角度のみから横転判断を行う従来の技術では、その展開要求時間までに確実な横転判断をすることが難しくなる可能性を解消し、また、一方、横転検知早さを優先すると、横転判断の信頼性が低下し、横転しないような場合にも、横転判断してしまう可能性があるという問題点も解消し、横転判断信頼性と横転検知早さを、両立させてさらに横転判断の信頼性を向上することにある。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、横転判断信頼性と横転検知早さを、両立させた高性能な横転判定アルゴリズムを有する車両横転判断システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両横転判断システムは、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
【００１０】
第１の車両横転判断システム（請求項１に対応）は、車両に設けられた乗員拘束装置を作動させるために、車両の横転判断を行う車両横転判断システムである。車両は、ロール角速度センサと横方向加速度センサと上下方向加速度センサとを備えている。また、この車両横転判断システムでは、ロール角速度センサで検出されるロール角速度に係る信号と横方向加速度センサで検出される横方向加速度に係る信号と上下方向加速度センサで検出される上下方向加速度に係る信号に基づいて、車両の横転を判定する車両横転判定手段と、横方向加速度センサで検出される横方向加速度に係る信号に基づいて、車両に乗車する乗員の挙動を予想する乗員挙動予想手段を設け、車両横転判定手段での車両の横転を判定するときに乗員挙動予想手段で予想される乗員の挙動によって車両の横転を判定するときのしきい値を変える緊急性判定手段を備えている。この車両横転判断システムにおいては、車両に配置されたロール角速度センサからの信号によりロール角速度およびロール角度を検出すると共に、このロール角速度およびロール角度に従って車両横転判断用二次元マップのしきい値を決定すると共に、このしきい値を車両横転時の乗員移動量に基づく緊急性判定手段による判定に基づいて変化させる。これにより、サイドカーテンエアバッグのような、乗員の横方向の移動量によって、その展開要求時間（ＲＴＴＦ）が決まるような保護デバイスに対する起動装置としては、ロール角速度とロール角度のみから横転判断を行う従来の技術では、その展開要求時間までに確実な横転判断をすることが難しくなる可能性を解消し、また、一方、横転検知早さを優先すると、横転判断の信頼性が低下し、横転しないような場合にも、横転判断してしまう可能性があるという問題点も解消し、横転判断信頼性と横転検知早さを、両立させてさらに横転判断の信頼性を向上することができる。
【００１１】
第２の車両横転判断システム（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、乗員の挙動は、車両に固定した座標系での乗員の頭部の横変位と速度であることで特徴づけられる。
【００１２】
第３の車両横転判断システム（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、車両横転判定手段は、横転形態を判別する横転形態判定手段を備え、横転形態判定手段によって判定した横転形態毎に横転の判定を行うことで特徴づけられる。
【００１３】
上記の構成を有する本発明は、ロール角速度、ロール角度を利用した横転検知アルゴリズムにおいて、横転形態の判定論理と乗員移動量に基づく緊急性判定論理を兼ね備え、最適なしきい値を選択し、横転判定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両の現在の挙動、将来の挙動予想を正確に行い、また、展開要求時間に間に合うように、最大限横転検知信頼性を高めることができる。ロール角速度とロール角度のみをパラメータとし、単一しきい値で横転判定するアルゴリズムよりも、横転検知の早さと横転検知信頼性の両立を高い次元で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は乗員拘束装置の取り付け状態を示すレイアウト図、図２はピラーにおける車両の断面図、図３は乗員拘束装置の構成図である。なお、図２では簡便化のため車両のボディのフロントピラー、センターピラー、リアピラーおよびピラーガーニッシュの断面を一図で表している。
【００１７】
図１，図２を参照すると、車両１０のドア開口部１１の上方にはルーフサイドレール１２が区画形成され、ルーフサイドレール１２内に乗員拘束装置１３が配置されている。ルーフサイドレール１２は、車両１０のルーフ１４の内面１４ａと、車両１０のフロントピラー１５、センターピラー１６、リアピラー１７の各インナーパネル１８，１９，２０の内面１８ａ，１９ａ，２０ａと、各ピラー１５，１６，１７の内側に配置されているピラーガーニッシュ２１，２２，２３の外面２１ａ，２２ａ，２３ａと、ルーフガーニッシュ２４の外面２４ａとで区画された空間部であり、図１に示すように、車両１０の長手方向に沿ってフロントピラー１５からリアピラー１７に跨って延びている。車両１０のルーフ１４と車両下部の車両フレーム２５とは、センターピラー１６およびインナーパネル１９を介して互いに連結されていて、ルーフがフロントピラー１５，センターピラー１６、リアピラー１７に支持されている。
【００１８】
図１、図３に示すように、乗員拘束装置１３は、エアバッグ２６と、エアバッグ２６に膨張のためのガスを供給するインフレータ２７を主要部として構成されており、インフレータ２７にガス貯蔵型、火薬型等の公知のガス発生手段が備えられる。インフレータ２７は、パイプ２８およびアダプタ２９を介してエアバッグ２６に連結される。また、乗員が着座するシートや車体フレーム２５に横方向加速度センサＳ１、上下方向加速度センサＳ２、ロール角速度センサＳ３と電子制御ユニット（ＥＣＵ）が備えられている。そして、ＥＣＵは、後で詳細に述べるように、インフレータ２７に点火を施してエアバッグ２６を展開させるように構成している。
【００１９】
横方向加速度センサＳ１は、車体に固定されており、イグニッションスイッチをＯＮしたときの車両１０の横方向加速度Ｇｙを検出する。イグニッションスイッチをＯＮしたとき車両１０は停止状態にあるため、車両１０の旋回に伴う遠心力に起因する横方向加速度Ｇｙを検出することなく、重力加速度Ｇの車体左右方向の成分だけを横方向加速度Ｇｙとして検出する。
【００２０】
上下方向加速度センサＳ２は、車体に固定されており、イグニッションスイッチをＯＮしたときの車両１０の上下方向加速度Ｇｚを検出する。重力加速度Ｇの車体上下方向の成分だけを上下方向加速度Ｇｚとして検出する。
【００２１】
ロール角速度センサＳ３は、車体に固定されており、イグニッションスイッチをＯＮしたときの車両１０のロール角速度ωを検出する。
【００２２】
エアバッグ２６は、折り畳んだ状態で不織布製のカバー３０によって被覆された状態で、複数のブラケット３１，３２，３３，３４，３５を介してインナーパネル１８，１９，２０に支持されている。各ブラケット３１，３２，３３，３４，３５は、それぞれインナーパネル１８，１９，２０の被取付部の形状に対応させて形成されており、エアバッグ２６は、各ブラケット３１，３２，３３，３４，３５に取り付けられている保護布３６にそれぞれエアバッグ２６の支持部を載置した状態で、保護布３６をエアバッグ２６の支持部に巻き付けた後、この状態を保持してテープ（図示せず）を保護布３６と各ブラケット３１，３２，３３，３４，３５に外側から巻き付けることによって各ブラケット３１，３２，３３，３４，３５に取り付けられている。なお、カバー３０表面の中央部には、エアバッグ２６を、捩れなく、また、車幅方向において内側と外側との誤認がないように取り付けることができるようにするための目印としてラインＬが長手方向に沿って形成されている。
【００２３】
各ブラケット３１，３２，３３，３４，３５を各インナーパネル１８，１９，２０に取り付けた後は、図２に示すように、ルーフガーニッシュ２４の先端部に設けられている下端部２４ｂを、フロントピラーガーニッシュ２１、センターピラーガーニッシュ２２、リアピラーガーニッシュ２３の上端部に設けられている係合部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂに臨ませて上方側から嵌め込むと、ルーフガーニッシュ２４がフロントピラーガーニッシュ２１、センターピラーガーニッシュ２２、リアピラーガーニッシュ２３に支持される。エアバッグ２６およびインフレータ２７等の乗員拘束装置１３は、これらフロントピラーガーニッシュ２１、センターピラーガーニッシュ２２、リアピラーガーニッシュ２３およびルーフガーニッシュ２４によって被蔽されている。
【００２４】
インフレータ２７に点火が施され、エアバッグ２６にアダプタ２９およびパイプ２８を経由してガスが供給されるとエアバッグ２６が膨張する。エアバッグ２６は、膨張するとカバー３０の脆弱部（不図示）を破断させて、図２に示すように、ルーフサイドレール１２内で広がり、この後、ルーフガーニッシュ２４の側面部を押圧してフロントピラーガーニッシュ２１、センターピラーガーニッシュ２２、リアピラーガーニッシュ２３の各係合部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂからルーフガーニッシュ２４の下端部２４ｂを離脱させる。
【００２５】
そして、エアバッグ２６は、ルーフガーニッシュ２４の下端部２４ｂと、フロントピラーガーニッシュ２１、センターピラーガーニッシュ２２、リアピラーガーニッシュ２３の各係合部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとの間に、下向きの開口部（図示せず）を形成し、この開口部から車室２８内へと下向きに展開する。
【００２６】
図４は、車室内に展開されたカーテン状のエアバッグ２６を示す。エアバッグ２６が車室２８の前部から後部に及んで、ドアと乗員との間に配置され、エアバッグの膨張部２６ａ，２６ｂによるクッション壁が形成されるので、乗員の頭部が保護される。
【００２７】
図５は、本発明の実施形態に係る車両横転判断システムのブロック構成図である。この車両横転判断システムは電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって実現される。車両横転判断システム１００は、横方向速度変化演算部１０１と上下方向速度変化演算部１０２とロール角度演算部１０３とロール角加速度演算部１０４と乗員挙動予想部１０５と車両横転判定部１０６を備えている。横方向速度変化演算部１０１は、横方向加速度センサＳ１からの横方向加速度Ｇｙに係る信号から横方向速度変化ΔＶｙを演算し車両横転判定部１０６に出力する。上下方向速度変化演算部１０２は、上下方向加速度センサＳ２からの上下方向加速度Ｇｚに係る信号から上下方向速度変化ΔＶｚを演算し、その上下方向速度変化ΔＶｚに係る信号を車両横転判定部１０６に出力する。ロール角度演算部１０３は、ロール角速度センサＳ３からのロール角速度ωに係る信号からロール角度θを演算し、そのロール角度θに係る信号を車両横転判定部１０６に出力する。ロール角加速度演算部１０４は、ロール角速度センサＳ３からのロール角速度ωに係る信号からロール角加速度ｄω／ｄｔに係る信号を車両横転判定部１０６に出力する。
【００２８】
乗員挙動予想部１０５は、緊急性判定部１０５ａと挙動演算部１０５ｂを備え、後で詳細に述べるように、挙動演算部１０５ｂは、横方向加速度センサＳ１からの横方向加速度Ｇｙに係る信号に基づいて乗員の頭部の位置（乗員移動量）と速度（乗員移動速度）を演算して、その演算結果から、緊急性判定部１０５ａにより緊急か通常かを判定し、緊急か通常かの信号を車両横転判定部１０６に出力する。
【００２９】
車両横転判定部１０６は、後で詳細に述べるように、横方向速度変化演算部１０１からの横方向速度変化ΔＶｙに係る信号と、上下方向速度変化演算部１０２からの上下方向速度変化ΔＶｚに係る信号と、ロール角度演算部１０３からのロール角度θに係る信号と、ロール角加速度演算部１０４からのロール角加速度ｄω／ｄｔに係る信号と、乗員挙動予想部１０５からの緊急か通常かに係る信号に基づいて横転判定予想を行い、横転するかどうかに係る信号を乗員拘束装置駆動部１０７に出力する。その信号が横転しないということに係る信号の場合には、乗員拘束装置駆動部１０７は作動しないままであるが、その信号が横転するということに係る信号の場合には、乗員拘束装置駆動部１０７が作動し、インフレータ２７を作動させ、乗員拘束装置１３が作動する。この車両横転判定部１０６は、後に説明するような横転形態判定部１０８と横転判定部１０９を備えている。
【００３０】
横方向速度変化演算部１０１は、イグニッションスイッチをＯＮした時点から、横方向加速度センサＳ１が出力する横方向加速度Ｇｙの積分値∫Ｇｙｄｔを演算し、横方向速度変化ΔＶｙが算出される。
【００３１】
上下方向速度変化演算部１０２は、イグニッションスイッチをＯＮした時点から、上下方向加速度センサＳ２が出力する上下方向加速度Ｇｚの積分値∫Ｇｚｄｔを演算し、上下方向速度変化ΔＶｚが算出される。
【００３２】
ロール角度演算部１０３では、イグニッションスイッチをＯＮしたときの横方向加速度センサＳ１の出力に基づいて車両のロール角θの初期値θ０が算出され、この初期値θ０にロール角度θの変化分を加算することにより車両のロール角度θが算出される。すなわち、イグニッションスイッチをＯＮした時点から、ロール角速度センサＳ３が出力するロール角速度ωの積分値∫ωｄｔをロール角度θの変化分として初期値θ０に加算することにより、車両のロール角度θが算出される。
【００３３】
ロール角加速度演算部１０４は、イグニッションスイッチをＯＮした時点から、ロール角速度センサＳ３が出力するロール角速度ωの微分値ｄω／ｄｔを演算し、ロール角加速度ｄω／ｄｔが算出される。
【００３４】
次に、車両横転判定部１０６について詳細に説明する。
【００３５】
まず、この車両横転判定部１０６に用いられる横転判定アルゴリズムの概要を説明する。
【００３６】
横転判定アルゴリズムは、基本は背景技術において述べたような剛体振り子モデルに基づくものである。しかし、実際には、サスペンションの影響があるので、これを考慮して補正する必要がある。剛体振り子のモデルに基づけば、横転判定式は、（１）式のようになる。
【００３７】
【数１】
2005225284.tif 000003
【００３８】
ここで、Ｅｒｏｌｌは、図２７で示したように、車両のロール運動の運動エネルギーと位置エネルギーの和である現在のロール運動の全エネルギーである。これが、しきい値ｍｇｒを超えると横転と判定している。
【００３９】
より横転判定を早めるためには、現在の全エネルギーに対し、将来増加する横転エネルギーを予測して補正する必要がある。ここで将来増加する横転エネルギーとは、トリップオーバーの場合、減速度により、回転モーメントが発生する場合やブレーキをかけたときに発生する場合を意味している。その場合には、横転判定式は、（２）式となる。
【００４０】
【数２】
2005225284.tif 000004
【００４１】
ここで、Ｅpredictは、将来増加する横転エネルギーに対する項である。
【００４２】
また、横転判定後、実際に横転するまでにサスペンションや外力による回転エネルギーの減衰や、角速度ωの測定値誤差の影響を考えると、高信頼性のためには、しきい値に対し、マージンが必要である。
【００４３】
また、角速度を積分して得る角度θや予測エネルギーも誤差が大きいため、用いない方がよい。高信頼性を得るには（３）式のように（２）式での第２項と第３項の代わりに定数項αを入れるようにすることが考えられる。
【００４４】
【数３】
2005225284.tif 000005
【００４５】
このように、早期横転判定性能と横転判定信頼性は、両立することが難しい。
【００４６】
これに対して、本発明においては、上記のモデルに改良を加えた横転判定アルゴリズムを用いている。そして、そのアルゴリズムの流れを以下に示す。
【００４７】
本発明においては、図６に示すフローチャートのように、まず、横転形態判定論理により横転形態の判定を行い（ステップＳ１１）、次に乗員緊急性判定論理により乗員緊急性判定を行い（ステップＳ１２）、次に、横転判定式選択論理により横転判定式の選択を行い（ステップＳ１３）、車両横転判定を行う（ステップＳ１４）。この流れを実行するために、本実施形態においては、車両横転判定部１０６と乗員挙動予想部１０５を設けている。
【００４８】
まず、横転形態判定論理を説明する。
【００４９】
横転形態は、横転力の違いにより、フリップオーバー（Ｆｌｉｐ−ｏｖｅｒ）、フォールオーバー（Ｆａｌｌ−ｏｖｅｒ）、トリップオーバー（Ｔｒｉｐ−ｏｖｅｒ）、ターンオーバー（Ｔｕｒｎ−ｏｖｅｒ）などに分類される。フリップオーバーは、片輪に上向きの力が働き横転するものである。フォールオーバーは、重力により、片輪落下するものである。トリップオーバー、ターンオーバーは、車輪に横向きの力が働き、つまづいて横転するものである。
【００５０】
図７は、車両の横転の種類を原因別に分類して示すものである。車両の横転の種類は、横転に至る過程における車両挙動に応じて「単純回転」、「単純回転＋横速度」および「発散」に分類され、「単純回転」型の横転は、さらに、「フリップオーバー」、「クライムオーバー」および「フォールオーバー」に細分類される。
【００５１】
「単純回転＋横速度」型の横転の代表的なものは「トリップオーバー」と呼ばれ、また「発散」型の横転の代表的なものは「ターンオーバー」と呼ばれる。
【００５２】
「フリップオーバー」は、車両の左右一方の車輪が障害物に乗り上げて発生する横転である。「クライムオーバー」は、底部を障害物に乗り上げてタイヤが路面から浮き上がった車両が側方に倒れて発生する横転である。「フォールオーバー」は、車両の左右一方の車輪が路肩を踏み外して発生する横転である。「トリップオーバー」は、車両が横滑りして左右一方のタイヤが縁石等に衝突したときに、この縁石を支点とするロールモーメントにより発生する横転である。「ターンオーバー」は、ダブルレーンチェンジやトリプルレーンチェンジを行うべく、あるいは、Ｓ字路を通過すべくステアリングホイールを左右に交互に操作したような場合に、そのステアリングホイールの操作の周波数が車両のサスペンションの固有振動の周波数に接近していると、車両のロール角度が共振により発散して発生する横転である。
【００５３】
フリップオーバーは、横方向加速度（Ｇｙ）に対し、上下方向加速度（Ｇｚ）が大きく、上下方向加速度（Ｇｚ）に相関してロール角加速度（ｄω／ｄｔ）が発生する。トリップオーバー、ターンオーバーは、上下方向加速度（Ｇｚ）に対し、横方向加速度（Ｇｙ）が大きく、横方向加速度（Ｇｙ）に相関して、ロール角加速度（ｄω／ｄｔ）が発生する。フォールオーバーは、横方向加速度（Ｇｙ），上下方向加速度（Ｇｚ）ともに小さい。これらの特徴により横転形態を以下に述べるΔＶｙ−ΔＶｚマップ（図８）やｄω／ｄｔ−ΔＶｙマップ（図９）、ｄω／ｄｔ−ΔＶｚマップ（図１０）の領域分けにより、トリップオーバー、フリップオーバー、フォールオーバーなどに判別する。
【００５４】
図８は、車両の横方向速度変化ΔＶｙと上下方向速度変化ΔＶｚに対する横転形態を表す図（ΔＶｙ−ΔＶｚマップと呼ぶ）である。横軸は車両に対する横方向速度変化ΔＶＹを示し、縦軸は車両に対する上下方向速度変化ΔＶＺを示す。座標（ΔＶｙ１，０）の点Ｐ１と座標（ΔＶｙ１，ΔＶｚ１）の点Ｐ２を結んだ線分Ｌ１と、点Ｐ２と座標（−ΔＶｙ１，ΔＶｚ１）の点Ｐ３を結んだ線分Ｌ２と、座標（−ΔＶｙ１，０）の点Ｐ４と点Ｐ３を結んだ線分Ｌ３と、点Ｐ１と点Ｐ４を結んだ線分Ｌ４とで囲まれた領域Ｓ１内に車両の横方向速度変化ΔＶｙと上下方向速度変化ΔＶｚの値があるときは通常の横転しない状態である。
【００５５】
点Ｐ２と座標（ΔＶｙ１，−ΔＶｚ１）の点Ｐ５を結んだ線分Ｌ５と、点Ｐ２からの半直線Ｌ６と、点Ｐ５からの半直線Ｌ７で囲まれた領域Ｓ２内に車両に対する横方向速度変化ΔＶｙと上下方向速度変化ΔＶｚの値があるときは、車両の横転形態がトリップオーバーと判定される。
【００５６】
また、点Ｐ３からの半直線Ｌ８と、線分Ｌ２と半直線Ｌ６とで囲まれた領域Ｓ３内に車両の横方向速度変化ΔＶｙと上下方向速度変化ΔＶｚの値があるときは、車両の横転形態がフリップオーバーと判定される。
【００５７】
座標（−ΔＶｙ１，−ΔＶｚ１）の点Ｐ６と点Ｐ３を結んだ線分Ｌ９と、点Ｐ６からの半直線Ｌ１０と半直線Ｌ８で囲まれた領域Ｓ４内に車両の横方向速度変化ΔＶｙと上下方向速度変化ΔＶｚの値があるときは、車両の横転形態がトリップオーバーと判定される。
【００５８】
また、点Ｐ１と点Ｐ４を結んだ線分Ｌ４と、点Ｐ４と点Ｐ６を結んだ線分Ｌ１１と、点Ｐ１と点Ｐ５を結んだ線分Ｌ１２と半直線Ｌ７と半直線Ｌ１０で囲まれた領域Ｓ５内に車両に対する横方向速度変化ΔＶｙと上下方向速度変化ΔＶｚの値があるときは、車両の横転形態がフォールオーバーと判定される。
【００５９】
図９は、車両のロール角加速度ｄω／ｄｔと横方向速度変化ΔＶｙに対する横転形態を表す図（ｄω／ｄｔ−ΔＶｙマップと呼ぶ）である。横軸は車両に対する横方向速度変化ΔＶｙを示し、縦軸は車両に対するロール角加速度ｄω／ｄｔを示す。座標（ΔＶｙ２，ｄω／ｄｔ１）の点Ｐ７からの半直線Ｌ１１と、半直線Ｌ１２で囲まれた領域Ｓ６内に車両に対する横方向速度変化ΔＶｙの値とロール角加速度ｄω／ｄｔの値があるときは、車両の横転形態がトリップオーバーと判定される。
【００６０】
また、座標（−ΔＶｙ２，−ｄω／ｄｔ１）の点Ｐ８からの半直線Ｌ１３と、半直線Ｌ１４で囲まれた領域Ｓ７内に車両に対する横方向速度変化ΔＶｙの値とロール角加速度ｄω／ｄｔがあるときは、車両の横転形態がトリップオーバーと判定される。
【００６１】
図１０は、車両のロール角加速度ｄω／ｄｔと上下方向速度変化ΔＶｚに対する横転形態を表す図（ｄω／ｄｔ−ΔＶｚマップと呼ぶ）である。横軸は車両に対する上下方向速度変化ΔＶｚを示し、縦軸は車両に対するロール角加速度ｄω／ｄｔを示す。座標（ΔＶｚ２，ｄω／ｄｔ２）の点Ｐ９からの半直線Ｌ１５と、半直線Ｌ１６で囲まれた領域Ｓ８内に車両に対する上下方向速度変化ΔＶｚの値とロール角加速度ｄω／ｄｔの値があるときは、車両の横転形態がフリップオーバーと判定される。
【００６２】
また、座標（−ΔＶｚ２，−ｄω／ｄｔ２）の点Ｐ１０からの半直線Ｌ１７と、半直線Ｌ１８で囲まれた領域Ｓ９内に車両に対する上下方向速度変化ΔＶｚとロール角加速度ｄω／ｄｔの値があるときは、車両の横転形態がフリップオーバーと判定される。
【００６３】
それぞれの横転形態に対して、早期判定性能と判定信頼性を最適化した横転判定式やしきい値を選択する。
【００６４】
図１１は、横転形態判定部１０８を示すブロック構成図である。横転形態判定部１０８は、入力部１１０、出力部１１１、ＣＰＵ１１２、記憶部１１３を備えている。記憶部１１３には、横転形態判定プログラム１１４と、ΔＶｙ−ΔＶｚマップ１１５と、ｄω／ｄｔ−ΔＶｙマップ１１６と、ｄω／ｄｔ−ΔＶｚマップ１１７が記憶されている。
【００６５】
この横転形態判定部１０８では、横方向速度変化演算部１０１からの横方向速度変化ΔＶｙに係る信号と、上下方向速度変化演算部１０２からの上下方向速度変化ΔＶｚに係る信号と、ロール角加速度演算部１０４からのロール角加速度ｄω／ｄｔに係る信号を入力し、記憶部１１３内の図８，９，１０で示したようなΔＶｙ−ΔＶｚマップ１１５と、ｄω／ｄｔ−ΔＶｙマップ１１６と、ｄω／ｄｔ−ΔＶｚマップ１１７により、横転形態を判定する。
【００６６】
横転形態判定部１０８は、例えば、その判定がノーマル（横転しないことをノーマルと呼ぶことにする）のときには３ビット信号（０００）、ターンオーバーのときには３ビット信号（００１）を、フォールオーバーのときには３ビット信号（０１０）を、フリップオーバーのときには３ビット信号（０１１）をトリップオーバーのときには３ビット信号（１００）を横転判定部１０９に出力する。
【００６７】
次に横転形態判定プログラムを図１２のフローチャートを用いて説明する。横方向速度変化演算部１０１からの横方向速度変化ΔＶｙに係る信号を入力し（ステップＳ２１）、上下方向速度変化演算部１０２からの上下方向速度変化ΔＶｚに係る信号を入力し（ステップＳ２２）、ロール角加速度演算部１０４からのロール角加速度ｄω／ｄｔに係る信号を入力する（ステップＳ２３）。記憶部１１３内の図８，９，１０で示したようなΔＶｙ−ΔＶｚマップ１１５と、ｄω／ｄｔ−ΔＶｙマップ１１６と、ｄω／ｄｔ−ΔＶｚマップ１１７により、横転形態を判定する。（ステップＳ２４）。
【００６８】
その判定がノーマルかどうか判断する（ステップＳ２５）。もし、ノーマルのときには３ビット信号（０００）を横転判定部１０９に出力する（ステップＳ２６）。もし、ノーマルでなければ、ターンオーバーかどうか判断する（ステップＳ２７）。もし、ターンオーバーのときには３ビット信号（００１）を横転判定部１０９に出力する（ステップＳ２８）。もし、ターンオーバーでなければ、フォールオーバーかどうか判断する（ステップＳ２９）。もし、フォールオーバーのときには３ビット信号（０１０）を横転判定部１０９に出力する（ステップＳ３０）。もし、フォールオーバーでなければ、フリップオーバーかどうか判断する（ステップＳ３１）。もし、フリップオーバーのときには３ビット信号（０１１）を横転判定部１０９に出力する（ステップＳ３２）。もし、フリップオーバーでなければ、トリップオーバーかどうか判断する（ステップＳ３３）。もし、トリップオーバーのときには３ビット信号（１００）を横転判定部１０９に出力する（ステップＳ３４）。もしそうでなければリターンする。
【００６９】
次に、横転判定部１０９での処理に用いられる横転判定論理について説明する。
【００７０】
図１３は横転判定に用いる車両のロール角度θとロール角速度ωに対する横転判定図（ω−θマップと呼ぶ）である。横軸は車両に対するロール角度θを示し、縦軸は車両に対するロール角速度ωを示す。（４）式で示す直線（θ＝θｔｈ＋）Ｌ２０と直線（ω＝ｆ１＋（θ））Ｌ２１と線分（ω＝ｆ２＋（θ））Ｌ２２で囲まれた領域をＬＯ、式（５）の直線Ｌ２２と直線（ω＝ωｔｈ＋）Ｌ２３とで挟まれた領域をＭｉｄ、（６）式で表される直線Ｌ２０と直線Ｌ２３で挟まれた領域をＨｉ、また、（７）式で表される直線（θ＝θｔｈ−）Ｌ２４と線分（ω＝ｆ１−（θ））Ｌ２５と線分（ω＝ｆ２−（θ））Ｌ２６で囲まれた範囲をＬＯ、（８）式で表される直線Ｌ２６と直線（ω＝ωｔｈ−）Ｌ２７で挟まれた領域をＭｉｄ、（９）式で表される直線Ｌ２４と直線Ｌ２７で挟まれた領域をＨｉとする。
【００７１】
【数４】
2005225284.tif 000006
【００７２】
【数５】
2005225284.tif 000007
【００７３】
【数６】
2005225284.tif 000008
【００７４】
【数７】
2005225284.tif 000009
【００７５】
【数８】
2005225284.tif 000010
【００７６】
【数９】
2005225284.tif 000011
【００７７】
まず、フリップオーバー横転判定論理について説明する。フリップオーバーの場合には、展開要求時間は、車両の回転に対して、充分遅い。また、回転力の持続性は、障害物の形状により決まり、持続性を予知することは困難である。そのため、通常時は、高信頼性判定式（式（６）あるいは式（９））を用いる（図１３Ｈｉ）。その後、乗員挙動予想により、展開要求時間が短く、緊急性が高いと判断すると、中立判定式（式（５）あるいは式（８））に移行する（図１３Ｍｉｄ）。
【００７８】
次に、フォールオーバー横転判定論理について説明する。フォールオーバーの場合もフリップオーバーの場合と同様に、展開要求時間は、充分遅い。また、回転力の持続性は、落下する斜面形状により決まり、持続性を予知することは困難である。加えて、十分な角速度が発生していても、落下輪の地面とのリバウンドで、サスペンションの減衰効果により、横転エネルギーが小さくなる。そのため、高信頼性判定式（式（６）あるいは式（９））を用いる（図１３のＨｉ）。落下輪が地面に着地して、落下輪を中心に車両が回転し、フリップオーバーに横転形態が変化すると、横転判定論理は、フォールオーバー横転判定論理からフリップオーバー横転判定論理に移行する。
【００７９】
トリップオーバー横転判定論理について説明する。トリップオーバーの場合には、車両に働く横減速度により、車体に対する乗員の動きが速い。そのため、初期は、中立式（式（５）あるいは式（８）であるが（図１３Ｍｉｄ）、乗員挙動的に緊急性が高まると、早期判定式（式（４）あるいは式（７））を用いる（図１３Ｌｏ）。その後、早期判定式で横転判断できなかった場合には、中立式（式（５）あるいは式（８））に戻る（図１３Ｍｉｄ）。
【００８０】
次に、横転判定予想論理について説明する。
【００８１】
トリップオーバーの場合には、ある大きさ以上の横減速度が持続すれば、必ず横転する。すなわち、現在トリップ状態であり、その状態が続くかどうかで横転判定できる。ここで、トリップオーバーでの減速度波形については、減速度がある時点で、急激に減少してゼロになることはなく、図１４の横方向加速度の時間変化を示すグラフで示されるように、ある時刻ｔｓに対して時間的に対称的な波形を描くことが多いことが、多くの実験結果から判明している。
【００８２】
そのため、トリップオーバーでの減速度が、増加しつつある状態の場合、仮に現在がそのピークであるとしても、今までと同程度の時間、速度変化は生じるものと考えられる。そして、それにより生じるロール角速度変化も、将来において、今までと同等以上生じるものと考えられる。すなわち、減速度が最終的にゼロになるまでの時間では、現在のロール角速度の２倍以上のロール角速度が生じるものと考えられる。
【００８３】
ただし、パルス的な減速波形やサスペンションの減衰等の影響を抑え、過敏な横転判定を抑制するため、ロール角速度、横方向速度変化などに、図１３で示した直線Ｌ２３や直線Ｌ２７などのしきい値をＡＮＤ条件として追加する。また、横方向速度変化Δｖｙは、横方向加速度Ｇｙを積分して計算するが、トリップオーバーでの減速度による回転モーメントが重力によるモーメントよりも大きくなる時間帯で計算すべきである。この減速度は、ロール角度θによって変化し、剛体振り子理論では、次の（１０）式のようになる。これが成立した場合に積分開始とし、横方向加速度（Ｇｙ）が一定時間、この（１０）式で示した条件を満たさない場合に、積分を停止し、積分値をゼロに戻す。
【００８４】
【数１０】
2005225284.tif 000012
【００８５】
これにより、以下の（１１）式、（１２）式、（１３）式を同時に満たす条件で横転判定する。
【００８６】
【数１１】
2005225284.tif 000013
【００８７】
【数１２】
2005225284.tif 000014
【００８８】
【数１３】
2005225284.tif 000015
【００８９】
すなわち、車両の横方向速度変化ΔＶｙが図９の直線Ｌ１２で示すΔＶｙ２（ＭｉｎΔＶｙ）よりも大きく、車両のロール角速度ωが図１３で示すωｔｈ（Ｍｉｎω）より大きく、回転の全エネルギーＥＲＯＬＬがｍｇｒよりも大きいという条件を全て満たすときに横転と判定する。
【００９０】
図１５は、横転判定部を示すブロック構成図である。横転判定部１０９は、入力部１２０、出力部１２１、ＣＰＵ１２２、記憶部１２３を備えている。記憶部１２３には、横転判定プログラム１２４と、θ−ωマップ１２５が記憶されている。この横転判定部１０９では、車両のロール角速度ωに係る信号と、車両のロール角度θに係る信号と、横転形態判定部１０８からの横転形態に係る信号、乗員挙動予想部１０５の緊急性判定部１０５ａからの緊急か緊急でないかの信号を入力し、記憶部１２３内の図１３で示したθ−ωマップ１２５により、横転判定を行う。
【００９１】
横転判定部１０９は、横転の判定をしその判定結果に係る信号を乗員拘束装置駆動部１０７に出力する。例えば、横転しないという判定の時には０信号を出力し、横転をするという判定のときは信号１を出力する。そして、乗員拘束装置駆動部１０７は０信号のときは、そのままの状態を保ち、１信号を受信したときは、乗員拘束装置１３を動作させる。それにより、乗員拘束装置１３が動作する。
【００９２】
次に横転判定プログラムを図１６〜図１９のフローチャートを用いて説明する。横転形態判定部１０８からの横転形態に係る信号を入力し（ステップＳ４１）、緊急性判定部からの緊急性に係る信号を入力し（ステップＳ４２）、ロール角度演算部１０４からのロール角度変化θに係る信号を入力し（ステップＳ４３）、ロール角速度ωに係る信号を入力する（ステップＳ４４）。横転形態に係る信号がノーマルの０００かどうか判断する（ステップＳ４５）。もし、ノーマルであったならば、乗員拘束装置駆動部１０７に０信号を出力してリターンする（ステップＳ４６）。
【００９３】
ステップＳ４５でノーマルでなかったならば、横転形態に係る信号がターンオーバーに対する００１かどうか判断する（ステップＳ４７）。もし、その信号が００１であったならば、緊急性信号が通常の０か緊急の１かどうか判断する（ステップＳ４８）。もし、通常の０であるならば、θとωの値が、θ−ωマップ１２５上のどこにあるか判定する（ステップＳ４９）。そして、図１３で示したＨｉ領域内にあるかどうかを判断する（ステップＳ５０）。もし、Ｈｉ領域にあるならば、信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に出力してリターンし（ステップＳ５１）、その他のときは信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力してリターンする（ステップＳ５２）。
【００９４】
もし、ステップＳ４８で緊急の信号１であるならば、θとωの値がθ−ωマップ１２５上のどこにあるかを判定する（ステップＳ５３）。そして、図１３で示したＨｉ領域内にあるかどうか判断する（ステップＳ５５）。もし、Ｈｉ領域にあるならば、信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に出力し（ステップＳ５６）、その他であれば、信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力してリターンする（ステップＳ５７）。
【００９５】
ステップＳ４７で横転形態に係る信号が００１でなければ、横転形態に係る信号がフォールオーバーに対する０１０かどうか判断する（ステップＳ５８）。もし、その信号が０１０であったならば、緊急性信号が０か１かどうか判断する（ステップＳ５９）。もし、通常の信号０であるならば、θとωの値が、θ−ωマップ１２５上のどこにあるか判定する（ステップＳ６０）。そして、図１３で示したＨｉ領域内かどうか判断する（ステップＳ６１）。もし、Ｈｉ領域にあるならば、信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に出力し（ステップＳ６２）、その他のときには信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力してリターンする（ステップＳ６３）。
【００９６】
もし、ステップＳ５９で緊急に係る信号１であるならば、θとωの値がθ−ωマップ１２５上のどこにあるかを判定する（ステップＳ６４）。そして、図１３で示したＨｉ領域内かどうか判断する（ステップＳ６５）。もし、Ｈｉ領域にあるならば、信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に出力し（ステップＳ６６）、その他であれば、信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力してリターンする（ステップＳ６７）。
【００９７】
ステップＳ５８で横転形態に係る信号が０１０でなければ、横転形態に係る信号がフリップオーバーに対する０１１かどうか判断する（ステップＳ６８）。もし、その信号が０１１であったならば、緊急性信号が０か１かどうか判断する（ステップＳ６９）。もし、通常に係る信号０であるならば、θとωの値が、θ−ωマップ１２５上のどこにあるか判定する（ステップＳ７０）。そして、図１３で示したＨｉ領域内かどうか判断する（ステップＳ７１）。もし、Ｈｉ領域にあるならば、信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に出力し（ステップＳ７２）、その他のときは信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力してリターンする（ステップＳ７３）。
【００９８】
もし、ステップＳ６９で緊急性判定信号が緊急に係る信号１であるならば、θとωの値がθ−ωマップ１２５上のどこにあるかを判定する（ステップＳ７４）。そして、図１３で示したＭｉｄかＨｉ領域内にあるかどうか判断する（ステップＳ７５）。もし、ＭＩｄかＨｉ領域内にあるならば、信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に出力し（ステップＳ７６）、その他であれば、信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力しリターンする（ステップＳ７７）。
【００９９】
ステップＳ６８で横転形態に係る信号が０１１でなければ、トリップオーバーに対する信号１００かどうか判断する（ステップＳ７８）。もし、その信号が１００であったならば、緊急性信号が０か１かどうか判断する（ステップＳ７９）。もし、通常に係る信号０であるならば、θとωの値が、θ−ωマップ１２５上のどこにあるか判定する（ステップＳ８０）。そして、図１３で示したＭｉｄかＨｉ領域内にあるかどうか判断する（ステップＳ８１）。もし、ＭｉｄかＨｉ領域内にあるならば、信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に出力し（ステップＳ８２）、その他のときは信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力してリターンする（ステップＳ８３）。
【０１００】
もし、ステップＳ７９で緊急性判定信号が１であるならば、θとωの値がθ−ωマップ１２５上のどこにあるかを判定する（ステップＳ８４）。そして、図１３で示したＬｏかＭｉｄかＨｉ領域内にあるかどうか判断する（ステップＳ８５）。もし、ＬｏかＭｉｄかＨｉ領域にあるならば、信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に信号１を出力し（ステップＳ８６）、その他であれば、信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力してリターンする（ステップＳ８７）。
【０１０１】
このように、横転判定部１０９は、例えば、その判定が「ノーマル（横転せず）」のときには１ビット信号０を乗員拘束装置駆動部１０７に出力し、「横転する」という判定のときには１ビット信号１を乗員拘束装置駆動部１０７に出力する。そして、乗員拘束装置駆動部１０７は０信号が入力されたときは、そのままの状態を保ち、１信号が入力されたときは、乗員拘束装置１３を動作させる。それにより、乗員拘束装置１３が動作する。
【０１０２】
次に、乗員挙動予想部について説明する。この乗員挙動予想部においては乗員挙動予想論理（緊急性判定）に基づいて動作する。
【０１０３】
車体に対する乗員の挙動は、車体系座標での乗員に加わる力によって支配されている。乗員に加わる力は、（１）重力、（２）横方向加速度と乗員の質量の積で表される力、（３）ロール角加速度と乗員の質量の積で表される力、、（４）遠心力である。これらの力により、乗員は、加速度運動をすることになる。特に乗員の横方向の加速度は、上記４つの力の合力を乗員の質量で割ったものとなり、（１４）式のようになる。
【０１０４】
【数１４】
2005225284.tif 000016
【０１０５】
ここで、第１項のＧｙは、車体に固定された座標の原点（この場合、横方向加速度センサの取り付け位置を原点にとり、Ｘ軸を車体の横方向にとる。）に取り付けられた横方向加速度センサの値であり、重力による加速度を含んで横方向加速度として検出される値である。第２項は、ロール角加速度からの乗員の横方向の加速度であり、βは、上記の車体に固定された座標の原点と乗員の頭部とを結んだ線分のＸ軸とのなす角度である。第３項は、遠心力から生じる乗員の横方向の加速度である。
【０１０６】
このように表された乗員の横方向の加速度のうち、特に、トリップオーバーでサイドカーテンエアバッグの展開要求時間に大きく影響を与えるのは、第１項の横方向加速度（−Ｇｙ）である。そのため、式（１４）で示した乗員の横方向加速度を正確に計算するのに、大きな負担がかかる場合には、第１項の横方向加速度（−Ｇｙ）以外の加速度を省略することも可能である。本実施形態では、この第１項の横方向加速度（−Ｇｙ）を乗員の加速度として、乗員の挙動を予想するようにしている。
【０１０７】
また、最も簡単、正確に乗員に加わる加速度を測るためには、Ｂピラー上部やルーフレールなどの乗員近くに加速度センサを置いて、この値を直接用いることも可能である。
【０１０８】
乗員の加速度から乗員頭部の横変位・速度を計算する方法として、以下のような方法が考えられる。ここでは、乗員の挙動は、横方向加速度センサからの横方向加速度Ｇｙだけから推定するようにした。
【０１０９】
第１は（１５）式のように乗員の横方向加速度Ｇｙにローパスフィルタで処理し、それに定数をかけて、頭部変位（Ｙ）とする方法である。
【０１１０】
【数１５】
2005225284.tif 000017
【０１１１】
第２は（１６）式のように乗員に働く横方向加速度Ｇｙを積分し乗員横方向速度（Ｖｙ）を求め、また、その積分から変位（Ｙ）を求める方法である。この場合、乗員に加わる力としては、乗員の復元力（首や胴体の曲げ剛性）を考慮して、バネ項を加えたり、また速度依存の減衰項を加えることも可能である。
【０１１２】
【数１６】
2005225284.tif 000018
【０１１３】
乗員移動による緊急性判定式としては、以下のように考えられる。
【０１１４】
第１は、図２０で示すように、乗員移動量Ｙを上記のいずれかの方法で求め、規定のしきい値Ｙｔｈを超えたときに緊急と判定する。図２０は、横軸が時間を示し、縦軸が乗員横移動量を示す。直線Ｌ１００は緊急か緊急でないかのしきい値Ｙｔｈである。曲線Ｃ１００は、乗員移動量の時間変化を示す。時刻ｔ１以下では、緊急性判定は通常であり、時刻ｔ１以上では緊急と判定される。
【０１１５】
第２は、図２１で示すように、乗員移動量Ｙと乗員移動速度（Ｖｙ）を（１６）式で求め、ＹとＶｙの２次元グラフで規定しきい値（Ｖｙ＝ｆ（Ｙ））を超えたとき、緊急と判定する。図２１は、横軸が乗員横移動量Ｙを示し、縦軸が乗員横速度Ｖｙを示す。また、曲線Ｃ２（Ｖｙ＝ｆ（Ｙ））は、しきい曲線である。乗員横移動量Ｙと乗員横速度Ｖｙがしきい曲線Ｃ２以下のときには通常と判定され、しきい曲線Ｃ２以上のときには緊急と判定される。
【０１１６】
第３は、図２２で示すように、乗員に加わる加速度が、規定のしきい値Ｇｔｈを超えた場合に緊急と判定する。図２２は、横軸が時間を示し、縦軸が乗員横加速度を示す。また、直線Ｌ１０２はしきい値Ｇｔｈである。曲線Ｃ１０１は、乗員横加速度の時間変化を示す。乗員横加速度がしきい値Ｇｔｈ以下である時刻ｔ２以前では緊急性判定は通常であり、時刻ｔ２以後では、乗員横加速度がしきい値Ｇｔｈ以上となり、緊急性判定は緊急という判定となる。
【０１１７】
なお、これらの時間に遅延時間を加えたものとすることも可能である。この遅延時間も、一定時間の定数とする方法や、Ｇｙの関数とすることも可能である。
【０１１８】
図２３は、乗員挙動予想部の挙動演算部を示すブロック構成図である。挙動演算部１０５ｂは、入力部１３０、出力部１３１、ＣＰＵ１３２、記憶部１３３を備えている。記憶部１３３には、挙動演算プログラム１３４が記憶されている。この挙動演算部１０５ｂでは、横方向加速度センサＳ１からの横方向加速度Ｇｙに係る信号を入力し、乗員移動量Ｙと乗員移動速度Ｖｙを演算し、乗員移動量Ｙと乗員移動速度Ｖｙと横方向加速度Ｇｙに係る信号を緊急性判定部１０５ａに出力する。
【０１１９】
図２４は、緊急性判定部を示すブロック構成図である。緊急性判定部１０５ａは、入力部１４０、出力部１４１、ＣＰＵ１４２、記憶部１４３を備えている。記憶部１４３には、緊急性判定プログラム１４４と、しきい値Ｙｔｈとしきい値Ｇｔｈとしきい曲線Ｃ２（Ｖｙ＝ｆ（Ｙ））が記憶されている。この緊急性判定部１０５ａでは、乗員移動量Ｙと乗員移動速度Ｖｙと乗員に加わる加速度に係る信号を入力し、記憶部１４３内の記憶領域に記憶された、しきい値Ｙｔｈ、Ｇｔｈとしきい曲線Ｃ２により、緊急性を判定する。緊急性判定部１０５ａは、例えば、その判定が通常のときには１ビット信号０を緊急の判定のときには１を車両横転判定部１０６に出力する。そして、車両横転判定部１０６では、前述のように０信号のとき、１信号のときに応じて横転判定を行う。
【０１２０】
次に乗員挙動予想部１０５の動作を図２５のフローチャートを用いて説明する。この動作は、挙動演算プログラム１３４と緊急性判定プログラム１４４に従って実行される。横方向加速度センサＳ１からの横方向加速度Ｇｙに係る信号を入力し、（ステップＳ９１）。乗員移動量Ｙを計算する（ステップＳ９２）。乗員移動速度Ｖｙを計算する（ステップＳ９３）。乗員移動量Ｙが図２０で示されたしきい値Ｙｔｈ以上かどうか判断する（ステップＳ９４）。乗員移動量Ｙがしきい値Ｙｔｈ以上のときは、緊急に係る信号１を出力する（ステップＳ９５）。しきい値Ｙｔｈ以下のときは、乗員移動量Ｙと乗員移動速度Ｖｙの組が図２１で示されたしきい曲線Ｃ２以上か判断する（ステップＳ９６）。乗員移動量Ｙと乗員移動速度Ｖｙの組がしきい曲線Ｃ２以上のときは、緊急に係る信号１を出力する（ステップＳ９７）。しきい曲線Ｃ２以下のときは、横方向加速度Ｇｙが図２２で示したしきい値Ｇｔｈ以上かどうか判断する（ステップＳ９８）。もし、しきい値Ｇｔｈ以上のときは、緊急信号１を出力する（ステップＳ９９）。しきい値Ｇｔｈ以下のときには、０を出力して（ステップＳ１００）、リターンする。
【０１２１】
図２６は、上記の機能をまとめて模式的に示した図である。段階１でロール角速度ωと横方向加速度Ｇｙと上下方向加速度Ｇｚを検出し、段階２でロール角度θとロール角加速度ｄω／ｄｔと、横方向速度変化ΔＶｙと上下方向速度変化ΔＶｚを求め、段階３で横転形態判定を行い、段階４で緊急性判定を行い、それにより、しきい値を変えて、横転判定を行う。すなわち、図１３で示したようなθ−ωマップ上で、トリップ型のときは、通常の場合では（５）式あるいは（８）式で示したしきい値Ｍｉｄになり、緊急のときには、（４）式あるいは（７）式で示したしきい値はＬｏとなる。また、フリップ型のときで通常の場合には、（６）式あるいは（９）式で示したしきい値Ｈｉであり、緊急の場合には、（５）式あるいは（８）式で示したしきい値Ｍｉｄとなる。さらに、フォールとノーマルのときには、通常の場合と緊急の場合とも（６）式あるいは（９）式で示したＨｉｇｈとなる。
【０１２２】
上記のように、本発明によれば、車両の現在の挙動、将来の挙動予想を正確に行い、また、展開要求時間に間に合うように、最大限横転検知信頼性を高めることができる。ロール角速度とロール角度のみをパラメータとし、単一しきい値で横転判定するアルゴリズムよりも、横転検知の早さと横転検知信頼性の両立を高い次元で実現できる。
【０１２３】
なお、本実施形態では、車両横転判定部の横転形態判定部と横転判定部と乗員挙動予想部の挙動演算部と緊急性判定部でそれぞれ別のＣＰＵを用いて説明したが、一つのＣＰＵで共通のものとして用いて構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、車両の乗員拘束装置を作動させるのための車両横転判断システムとして利用される。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】乗員拘束装置の取り付け状態を示すレイアウト図である。
【図２】ピラーにおける車両の断面図である。
【図３】乗員拘束装置の構成図である。
【図４】車室内に展開されたカーテン状のエアバッグを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車両横転判断システムのブロック構成図である。
【図６】本発明に係る車両横転判断システムの動作のフローチャートである。
【図７】車両の横転の種類を原因別に分類して示す図である。
【図８】ΔＶＺ−ΔＶＹマップである。
【図９】ｄω／ｄｔ−ΔＶｚマップである。
【図１０】ｄω／ｄｔ−ΔＶｚマップである。
【図１１】横転形態判定部を示すブロック構成図である。
【図１２】横転形態判定プログラムのフローチャートである。
【図１３】ω−θマップである。
【図１４】横方向加速度の時間変化を示すグラフである。
【図１５】横転判定部を示すブロック構成図である。
【図１６】横転判定プログラムのフローチャートである。
【図１７】横転判定プログラムのフローチャートである。
【図１８】横転判定プログラムのフローチャートである。
【図１９】横転判定プログラムのフローチャートである。
【図２０】乗員移動量のしきい値を示すグラフである。
【図２１】乗員移動速度のしきい値を示すグラフである。
【図２２】乗員横方向加速度のしきい値を示すグラフである。
【図２３】挙動演算部を示すブロック構成図である。
【図２４】緊急性判定部を示すブロック構成図である。
【図２５】乗員挙動予想部の動作を示すフローチャートである。
【図２６】車両横転判断システムの動作を模式的に示した図である。
【図２７】車両の状態を後方から見た図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０        車両
１１        ドア開口部
１２        ルーフサイドレール
１３        乗員拘束装置
１４        ルーフ
１５        フロントピラー
１６        センターピラー
１７        リアピラー
１００      車両横転判断システム
１０１      横方向速度変化演算部
１０２      上下方向速度変化演算部
１０３      ロール角度演算部
１０４      ロール角加速度演算部
１０５      乗員挙動予想部
１０５ａ    緊急性判定部
１０６      車両横転判定部
１０８      横転形態判定部
１０９      横転判定部
Ｓ１        横方向加速度センサ
Ｓ２        上下方向加速度センサ
Ｓ３        ロール角速度センサ
【図１】
2005225284.tif 000019
【図２】
2005225284.tif 000020
【図３】
2005225284.tif 000021
【図４】
2005225284.tif 000022
【図５】
2005225284.tif 000023
【図６】
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【図７】
2005225284.tif 000025
【図８】
2005225284.tif 000026
【図９】
2005225284.tif 000027
【図１０】
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【図１１】
2005225284.tif 000029
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2005225284.tif 000039
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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