(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に作用する加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に対して、第１の時間区間での区間積分値と、第２の時間区間での区間積分値との、差分値を算出する差分算出手段と、
前記差分値が第１閾差分値から第２閾差分値まで変化する際の経過時間を検出する経過時間検出手段と、
前記経過時間が閾経過時間以下か否かを判定する経過時間判定手段と、
該経過時間判定手段による判定結果に応じて乗員保護装置の動作を制御する制御信号を発生する制御信号発生手段とを備えたことを特徴とする車両用衝突判定装置。
【請求項２】
前記加速度信号に基づいて乗員の移動量を算出する移動量算出手段と、前記乗員の移動量が閾移動量以上か否かを判定する移動量判定手段と、
前記移動量判定手段による判定結果に応じて前記差分算出手段の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記移動量が前記閾移動量以上の場合に、前記差分値の算出を停止させることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突判定装置。
【請求項３】
前記加速度信号に基づいて衝突を検出する衝突判定手段を備え、
前記制御信号発生手段は、前記経過時間判定手段による判定結果及び前記衝突判定手段による衝突の検出に基づいて前記制御信号を発生することを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の車両用衝突判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突を判定して、例えばエアバック装置等の乗員保護装置を作動させる車両用衝突判定装置に関し、特に、衝突時の衝撃の大きさに応じて乗員保護装置の動作を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両に加わる加速度（或いは減速度）を検出する加速度センサを備えて、加速度センサから出力される加速度信号によって車両の加速度変化を検出すると共に、この加速度信号を時間について１回積分、或いは２回積分して、これらの積分値が所定の各閾値を超えた場合に、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を起動させる車両用衝突判定装置が知られている。
このような車両用衝突判定装置によって衝突と判定された場合、例えばエアバック装置は、インフレータ内でスクイブによりガス発生剤に点火して、インフレータよりガスを発生させ、このガスによってエアバックを膨らませて乗員と室内部品との２次衝突を抑制する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例による車両用衝突判定装置では、衝突時の衝撃の大きさや、車両内での乗員の位置等に関わらず、検出された加速度信号の演算値が所定の閾値を超えただけで、エアバックが一定の特性で展開されるように設定されている場合があり、衝突の状況に違いがあっても、同一の制御しかできないという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、衝突初期の加速度を利用することにより、単純かつ安価な構成で、衝突の激しさに応じた適正な衝突判定を短時間に行うことが可能な車両用衝突判定装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、第１の発明の車両用衝突判定装置は、車両に作用する加速度を検出する加速度検出手段（例えば、後述する実施の形態での加速度センサ１１）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に対して、第１の時間区間（例えば、後述する実施の形態での、０≦ｔ≦ｎ）での区間積分値と、第２の時間区間（例えば、後述する実施の形態での、ｎ≦ｔ≦２ｎ）での区間積分値との、差分値（例えば、後述する実施の形態での差分ΔＧ）を算出する差分算出手段（例えば、後述する実施の形態での差分算出部２４）と、前記差分値に対する時間変化が所定の閾値以下か否かを判定するシビア衝突判定手段（例えば、後述する実施の形態での第１及び第２差分判定部２５ａ，２５ｂ及び経過時間算出部２６及び経過時間判定部２７）と、前記シビア衝突判定手段による判定結果に応じて乗員保護装置（例えば、後述する実施の形態でのエアバック装置）の動作を制御する制御信号を発生する制御信号発生手段（例えば、後述する実施の形態でのシビア衝突信号発生部２８及び非シビア衝突信号発生部２９）とを備えたことを特徴としている。
【０００５】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、衝突時の短時間の間に、車両速度に応じて異なる加速度、すなわち車体の反発減速度の相違を利用して衝突時の衝撃の大きさを検出して、この衝撃の大きさに応じて、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の起動タイミングや動作、例えばエアバックの展開動作等を適正に制御することができる。
例えば、図１（ａ）〜（ｃ）は、車両速度の異なる正面衝突における加速度信号Ｇ（減速度方向を正とする）の時間変化を示すグラフ図であり、図２は、図１（ａ）〜（ｃ）に対する初期加速度と反発時間（初期加速度の継続時間）を示すグラフ図である。
ここで、図１（ａ）は高速（例えば、約５０ｋｍ／ｈ）での衝突、図１（ｂ）は中速（例えば、約２０ｋｍ／ｈ）での衝突、図１（ｃ）は低速（例えば、約１２ｋｍ／ｈ）での衝突を示しており、衝突時の車両速度が大きいほど初期加速度が大きくかつ反発時間が短くなり、車両速度が小さいほど初期加速度が小さくかつ反発時間が長くなる。すなわち、車両速度が５０ｋｍ／ｈ、２０ｋｍ／ｈ、１２ｋｍ／ｈのそれぞれに対して、順に、最大初期減速度をＧ１、Ｇ２、Ｇ３とし、反発時間をｔ１、ｔ２、ｔ３とすると、Ｇ１＞Ｇ２＞Ｇ３、かつ、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３となっている。
【０００６】
ここで、衝突時の車両速度に応じた初期加速度と反発時間との関係を抽出するために、下記数式（１）を設定する。
【０００７】
【数１】
0004183880.tif 000002
【０００８】
すなわち、所定の時間幅ｎに対する加速度信号Ｇの積分値を算出し、この積分値の時間変化、つまり異なる時間区間（例えば０≦ｔ≦ｎ、ｎ≦ｔ≦２ｎ）での各積分値の差分ΔＧを算出する。この差分ΔＧは、例えば図３に示す図１（ａ）〜（ｃ）に対する各差分ΔＧの時間変化を示す図のように、衝突時の車両速度の大きさに応じて異なる変化を示す。
ここで、差分ΔＧに対して、例えば２つの閾差分値ΔＧTH1、ΔＧTH2（ΔＧTH1≦ΔＧTH2）を設定しておき、差分ΔＧが一方の閾差分値ΔＧTH1を超えて他方の閾差分値ΔＧTH2に至るまでの経過時間ΔＴを測定する。
すると、この経過時間ΔＴは高速での衝突ほど短くなり、例えば図３に示すように、高速での衝突（図３に示す実線ａ）における経過時間ΔＴ１は、中速での衝突（図３に示す実線ｂ）における経過時間ΔＴ２よりも短くなり、低速での衝突（図３に示す実線ｃ）では、差分ΔＧが他方の閾差分値ΔＧTH2に至ることなく減少する。
【０００９】
従って、経過時間ΔＴに対して、少なくとも１つ以上（例えば１つ）の閾経過時間ΔＴTHを設定しておき、経過時間ΔＴを閾経過時間ΔＴTHと比較することで、衝突時の衝撃の大きさつまり激しさを判定することができる。例えば、経過時間ΔＴが閾経過時間ΔＴTH以下であれば、高速での衝突、つまり激しい衝突であると判定する。
そして、激しい衝突と判定された場合には、例えばエアバックを急展開して乗員の保護を優先する。逆に、激しい衝突では無いと判定された場合には、例えばエアバックを多段階に展開する等によって緩展開させる。
これにより、衝突の状況に応じて適正にエアバック装置等の乗員保護装置を制御することができる。
なお、加速度信号Ｇの積分区間は、特に限定されるものではないが、上述したように高速での衝突を判定する場合には、例えば時間幅ｎを高速での衝突に対する反発時間ｔ１程度に設定しておくことで、中低速での衝突に比べて、高速での衝突に対する差分ΔＧを一層顕著にすることができる。
【００１０】
さらに、第２の発明の車両用衝突判定装置では、前記シビア衝突判定手段は、前記差分値が２つの閾差分値（例えば、後述する実施の形態での第１閾差分値ΔＧTH1，第２閾差分値ΔＧTH2）の間に位置する経過時間（例えば、後述する実施の形態での経過時間ΔＴ）を検出する経過時間検出手段（例えば、後述する実施の形態での経過時間算出部２６）と、前記経過時間が閾時間（例えば、後述する実施の形態での閾経過時間ΔＴTH）以下か否かを判定する経過時間判定手段（例えば、後述する実施の形態での経過時間判定部２７）とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、差分値が２つの閾差分値の間に位置する経過時間が、閾時間以下の場合には、差分値の時間変化が小さく、激しい衝突であると判断でき、逆に、経過時間が閾時間よりも大きい場合には、差分値の時間変化は相対的に大きく、激しい衝突ではないと判断できる。
【００１２】
さらに、第３の発明の車両用衝突判定装置は、前記加速度信号に基づいて乗員の移動量（例えば、後述する実施の形態での乗員移動量Ｓ）を算出する移動量算出手段（例えば、後述する実施の形態での乗員移動量算出部２１）と、前記乗員の移動量が閾移動量（例えば、後述する実施の形態での閾移動量ＳTH）以上か否かを判定する移動量判定手段（例えば、後述する実施の形態での乗員移動量判定部２２）と、前記移動量判定手段による判定結果に応じて前記差分算出手段の動作を制御する制御手段（例えば、後述する実施の形態での差分処理制御部２３）とを備え、前記制御手段は、前記移動量が前記閾移動量以上の場合に、前記差分値の算出を停止させることを特徴としている。
【００１３】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、乗員の移動量が閾移動量よりも小さい場合には、加速度信号に基づいて差分値を算出して、この差分値に基づいて、衝突時の衝撃の大きさ、つまり激しい衝突であるか否かの判定処理を実行する。そして、激しい衝突であると判定された場合には、例えばエアバックを急展開させて乗員の保護を計る。
一方、乗員の移動量が閾移動量以上の場合には、激しい衝突であるか否かの判定処理は実行せず、衝突時の衝撃の大きさに関わらずに、例えば一定の特性でエアバックを緩展開させる。
これにより、衝突時の衝撃の大きさに加えて、車両内での乗員の移動量に応じてエアバック装置等の乗員保護装置を適切に作動させることができる。
【００１４】
さらに、第４の発明の車両用衝突判定装置は、前記加速度信号に基づいて衝突を検出する衝突判定手段（例えば、後述する実施の形態での衝突判定部１２）を備え、前記制御信号発生手段は、前記シビア衝突判定手段による判定結果及び前記衝突判定手段による衝突の検出に基づいて前記制御信号を発生することを特徴としている。
【００１５】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、例えば、衝突判定手段により衝突と判定された場合にはエアバックを緩展開させるように設定しておき、さらに、衝突判定手段により衝突と判定され、かつ、シビア衝突判定手段により激しい衝突であると判定された場合にはエアバックを急展開させるように設定することで、衝突の状態に応じてエアバック装置等の乗員保護装置を適正に制御することができる。
しかも、激しい衝突と判定される際には、衝突判定手段での判定結果と、シビア衝突判定手段での判定結果との、２つの判定結果に基づいて判断されるため、より一層、確実に判定処理を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置ついて添付図面を参照しながら説明する。
図４は本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置１０の構成図である。  本実施の形態による車両用衝突判定装置１０は、加速度センサ（Ｇセンサ）１１と、衝突判定部１２と、シビア衝突検知部１３とを備えて構成されている。
衝突判定部１２は、例えば、加速度センサ１１から出力される加速度信号Ｇからノイズ成分である高周波成分を除去する例えばローパスフィルタ等からなるフィルタ処理部と、フィルタ処理後の加速度信号Ｇを入力してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、デジタル化された加速度信号Ｇを時間について１回積分、或いは２回積分して、これらの積分値が所定の各閾値を超えた場合に衝突と判定する判定部とを備えている。
【００１７】
そして、シビア衝突検知部１３は、乗員移動量算出部２１と、乗員移動量判定部２２と、差分処理制御部２３と、差分算出部２４と、第１差分判定部２５ａ、第２差分判定部２５ｂと、経過時間算出部２６と、経過時間判定部２７と、シビア衝突信号発生部２８とを備えて構成されている。
乗員移動量算出部２１は、加速度センサ１１から出力される加速度信号Ｇを時間について２回積分して、車両内の乗員移動量Ｓを算出する。
乗員移動量判定部２２は、乗員移動量算出部２１にて算出された乗員移動量Ｓが閾移動量ＳTHよりも大きいか否かを判定して、この判定結果に基づく指令信号を出力する。
【００１８】
差分処理制御部２３は、乗員移動量判定部２２での判定結果に応じて、例えば乗員移動量Ｓが閾移動量ＳTHよりも大きい場合には、後述する差分算出部２４の動作を停止する。すなわち、差分処理制御部２３は例えばスイッチ等からなり、乗員移動量判定部２２での判定結果に応じて、差分算出部２４に対する加速度信号Ｇの入力を遮断する。
差分算出部２４は、加速度信号Ｇに基づいて、例えば上記数式（１）により、差分ΔＧを算出する。
【００１９】
第１差分判定部２５ａは、差分算出部２４にて算出された差分ΔＧが、所定の第１閾差分値ΔＧTH1よりも大きいか否かを判定して、例えば差分ΔＧが所定の第１閾差分値ΔＧTH1を超えた時刻ｘを出力する。
第２差分判定部２５ｂは、差分算出部２４にて算出された差分ΔＧが、所定の第２閾差分値ΔＧTH2よりも大きいか否かを判定して、例えば差分ΔＧが所定の第２閾差分値ΔＧTH2を超えた時刻ｙを出力する。
なお、第１及び第２閾差分値ΔＧTH1，ΔＧTH2に対して、例えばΔＧTH1＜ΔＧTH2とされている。
【００２０】
経過時間算出部２６は、第１及び第２差分判定部２５ａ，２５ｂから出力された時刻ｘ，ｙに基づいて、差分ΔＧが第１閾差分値ΔＧTH1と第２閾差分値ΔＧTH2との間に存在する経過時間ΔＴ（ΔＴ＝ｙ−ｘ）を算出する。
経過時間判定部２７は、経過時間算出部２６にて算出された経過時間ΔＴが、閾経過時間ΔＴTH以下か否かを判定して、この判定結果に基づく指令信号を出力する。
【００２１】
シビア衝突信号発生部２８は、発生した衝突の衝撃が大きいか否かを判定して、例えばエアバックを急速に展開させるための指令を出力する。このため、シビア衝突信号発生部２８には、衝突判定部１２から、エアバック装置等の乗員保護装置を起動させる必要のある衝突が発生したことを示す起動信号と、シビア衝突検知部１３から、発生した衝突が激しい衝突であることを示すシビア衝突判定信号とが入力され、両信号のＡＮＤ条件を満たす場合に、例えばエアバックを急展開させるための同時点火指令を出力する。
一方、両信号のＡＮＤ条件に対するＮＯＴ信号と、衝突判定部１２からの起動信号とが、非シビア衝突信号発生部２９に入力されており、両信号のＡＮＤ条件、つまりエアバック装置等の乗員保護装置を起動させる必要のある衝突が発生したが、激しい衝突では無いと判定された場合に、例えばエアバックを緩展開させるための多段（例えば２段）点火指令を出力する。
なお、多段点火指令とは、インフレータよりガスを発生させてエアバックを展開させる際に、一度に最高出力でガスを発生させるのではなく、例えば複数のガス発生剤を順次段階的に点火してガスを発生させるものである。
【００２２】
本実施の形態による車両用衝突判定装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両用衝突判定装置１０の動作、特に、シビア衝突検知部１３にて、発生した衝突が激しい衝突であるか否かを判定する処理について図５を参照しながら説明する。
図５は車両用衝突判定装置１０の動作を示すフローチャートである。
先ず、図５に示すステップＳ１において、加速度センサ１１により検出された加速度信号Ｇを読み込む。
次に、ステップＳ２において、加速度信号Ｇは乗員移動量算出部２１に送出されて、時間について２回積分されて乗員移動量Ｓが算出され、この乗員移動量Ｓが閾移動量ＳTH以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ７に進み、一連の処理を終了する。
【００２３】
一方、判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３に進み、差分処理制御部２３を介して加速度信号Ｇが差分算出部２４に送出され、上記数式（１）により、所定の時間幅ｎで連続する時間区間（例えば０≦ｔ≦ｎ、ｎ≦ｔ≦２ｎ）での各積分値の差分ΔＧを算出する。
なお、時間幅ｎは、例えば図２に示すように、高速（例えば、約５０ｋｍ／ｈ）での衝突に対する反発時間ｔ１程度に設定する。
【００２４】
次に、ステップＳ４において、差分ΔＧの時間変化に対する傾き、つまり差分ΔＧが所定の第１閾差分値ΔＧTH1から第２閾差分値ΔＧTH2まで変化する際の経過時間ΔＴを算出する。
次に、ステップＳ５において、算出された差分ΔＧの時間変化に対する傾きが、所定の閾値以上であるか否かを判定する。つまり、差分ΔＧが所定の第１閾差分値ΔＧTH1から第２閾差分値ΔＧTH2まで変化する際の経過時間ΔＴが、閾経過時間ΔＴTH以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ７に進み、一連の処理を終了する。
一方、判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ６に進み、激しい衝突が発生したと判断して、例えばエアバックを急速に展開させるための指令等を出力して、ステップＳ７に進み、一連の処理を終了する。
【００２５】
すなわち、エアバック装置等の乗員保護装置の起動が必要と判断された衝突発生時に、乗員移動量Ｓが閾移動量ＳTHより小さく、かつ、差分ΔＧに対する経過時間ΔＴが閾経過時間ΔＴTH以下の場合には、激しい衝突であると判断して、例えばエアバックを急展開させる。
一方、乗員移動量Ｓが閾移動量ＳTH以上、又は、差分ΔＧに対する経過時間ΔＴが閾経過時間ΔＴTHより大きい場合には、例えばエアバックを多段に緩展開させる。
【００２６】
上述したように、本実施の形態による車両用衝突判定装置１０によれば、衝突判定部１２によって衝突と判定されてエアバック装置の起動が指令された場合に、シビア衝突検知部１３での判定結果に応じてエアバックの展開動作を制御することから、衝突状況に応じて適正にエアバックを展開させることができる。
しかも、衝突時の衝撃の大きさに加えて、車両内での乗員の移動量に応じてエアバックの展開動作を制御するため、より一層、適正にエアバックを展開させることができる。
また、加速度信号Ｇの区間積分の差分値に基づいてシビア衝突の判定を行うため、短時間かつ確実に衝突の激しさを判定することができ、特に、小型車等のように相対的に高剛性に形成されて衝突時の初期加速度が相対的に大きい車両に対して、顕著に衝突の激しさを検知することができる。
さらに、車両内における乗員の移動量を加速度信号Ｇに基づいて算出することができ、例えば車内を監視するカメラや、例えば座席上での乗員の位置を検出する適宜のセンサ等を必要とせず、車両用衝突判定装置１０を安価に構成することができる。
【００２７】
なお、本実施形態においては、時間幅ｎは高速（例えば、約５０ｋｍ/ｈ）での衝突に対する反発時間ｔ１程度に設定するとしたが、これに限定されず、その他の時間幅に設定されても良い。
また、差分ΔＧを、所定の時間幅ｎで連続する時間区間（例えば０≦ｔ≦ｎ、ｎ≦ｔ≦２ｎ）での各積分値の差としたが、これに限定されず、２つの時間区間が互いに重複する区間を有していても良い。すなわち、ｋ＜ｎとして、差分ΔＧを、時間区間０≦ｔ≦ｎでの積分値と、時間区間（ｎ−ｋ）≦ｔ≦（２ｎ−ｋ）での積分値との差としても良い。
【００２８】
なお、本実施形態においては、差分ΔＧが所定の第１閾差分値ΔＧTH1から第２閾差分値ΔＧTH2まで変化する際の経過時間ΔＴに対して、１つの閾経過時間ΔＴTHを設定したが、これに限定されず、複数の閾経過時間ΔＴTH1，…，ΔＴTHm（ｍは任意の自然数）を設定しても良い。
この場合、衝突時の衝撃の大きさを、より一層詳細に分類することができ、この衝撃の大きさに応じて、例えば３段階以上の多段階にエアバックを展開させることができる。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、差分ΔＧに対して第１及び第２閾差分値ΔＧTH1，ΔＧTH2を設定するとしたが、これに限定されず、例えば１つの閾差分値ΔＧTH3を設定しておき、差分ΔＧが閾差分値ΔＧTH3を超えた時点で激しい衝突であると判定しても良い。
この場合、第２差分判定部２５ｂと、経過時間算出部２６と、経過時間判定部２７とを省略することができ、装置の構成を単純化して製作費用の削減に資することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明の車両用衝突判定装置によれば、衝突時の短時間の間に、車両速度に応じて異なる加速度、すなわち車体の反発減速度の相違を利用して衝突時の衝撃の大きさを検出して、この衝撃の大きさに応じて、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の起動タイミングや動作を適正に制御することができる。
さらに、第２の発明の車両用衝突判定装置によれば、差分値の時間変化を判定する際に、この差分値が、２つの閾差分値の間に位置する経過時間を検出して閾時間と比較するため、激しい衝突になるほど短時間で判定を行うことができる。
さらに、第３の発明の車両用衝突判定装置によれば、衝突時の衝撃の大きさに加えて、車両内での乗員移動量に応じて、エアバック装置等の乗員保護装置を適切に作動させることができる。
さらに、第４の発明の車両用衝突判定装置によれば、衝突の状態に応じて、より一層適切に、エアバック装置等の乗員保護装置を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る車両速度の異なる正面衝突における加速度信号Ｇの時間変化を示すグラフ図である。
【図２】  図１（ａ）〜（ｃ）に対する初期加速度と反発時間を示すグラフ図である。
【図３】  図１（ａ）〜（ｃ）に対する差分ΔＧの時間変化を示すグラフ図である。
【図４】  本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置の構成図である。
【図５】  図４に示す車両用衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  車両用衝突判定装置
１１  加速度センサ（加速度検出手段）
１２  衝突判定部（衝突判定手段）
２１  乗員移動量算出部（移動量算出手段）
２２  乗員移動量判定部（移動量判定手段）
２３  差分処理制御部（制御手段）
２４  差分算出部（差分算出手段）
２５ａ  第１差分判定部（シビア衝突判定手段）
２５ｂ  第２差分判定部（シビア衝突判定手段）
２６  経過時間算出部（経過時間検出手段、シビア衝突判定手段）
２７  経過時間判定部（経過時間判定手段、シビア衝突判定手段）
２８  シビア衝突信号発生部（制御信号発生手段）
２９  非シビア衝突信号発生部（制御信号発生手段）
【図１】
0004183880.tif 000003
【図２】
0004183880.tif 000004
【図３】
0004183880.tif 000005
【図４】
0004183880.tif 000006
【図５】
0004183880.tif 000007