(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサにより得られた加速度データの周波数成分を当該周波数成分に関する閾値と比較して衝突判定を行い、乗員保護装置を起動させる車両の衝突判定方法であって、
前記加速度データを２回積分して得られた車両衝突時における乗員の移動量と、前記加速度データを１回積分して得られた車両衝突時における速度変化とを算出し、
前記移動量の算出値と前記速度変化の算出値との少なくとも一方が各々に対応する閾値以下であった場合は、前記周波数成分に関する閾値として実質的に前記乗員保護装置を起動させることのない値を選択する一方、前記移動量の算出値と前記速度変化の算出値との両方が各々に対応する閾値を越えた場合は、前記周波数成分に関する閾値として前記加速度データに応じた値を選択することを特徴とする車両の衝突判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加速度センサにより得られた加速度信号に基づいて衝突判定を行う車両の衝突判定方法に係り、特に、衝突の検出精度を向上することができる車両の衝突判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように従来から、車両衝突時の乗員保護のためにエアバック装置が使用されている。このエアバック装置は車両衝突時に点火装置を起動しエアバックを展開させることにより、車室内壁と乗員との間に介在して乗員を２次衝突から保護するものである。したがって、エアバックを適正に展開して乗員保護を確実なものとするためには車両の衝突を確実に判定する必要がある。
【０００３】
上記エアバックを展開させるか否か、つまり車両の衝突を判定する方法としては、衝突時に発生した加速度を用いるのが一般的である。この加速度は加速度センサにより検出されるが、衝突の激しさを予測するために、加速度を周波数分解した成分を衝突判定データとして使用し、判定閾値を越えた場合に衝突と判断するようにしている。
【０００４】
ところが、車両の衝突に限らず車両にかかる衝撃・振動が加速度センサによって検出されると、この衝撃・振動は周波数成分として表れるため、衝突が発生していない場合でもこれを誤検知してエアバックを展開するとの判定がなされる可能性がある。
そこで、車両が衝突した場合における衝突エネルギーに着目し、衝突エネルギーが衝突レベル値を超えたか否かで衝突・非衝突を判別して、エアバックを展開するか否かの判定の基準としている。
そして、衝突エネルギーは衝突時における車内乗員の移動量として表されることから、移動量を衝突レベルの判断基準としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用衝突判定装置にあっては、衝突エネルギーが大きい場合には、乗員の移動量も大きいものとなるため、衝突開始から短時間でエアバック展開の判断をしなければならないが、衝突開始から短時間では情報量も少なく、非衝突との区別をつけることが困難であり、そのため各種のセンサが余分に必要となりコストアップにつながるという問題がある。
一方、凹凸の激しいラフロードを走行している場合に車体が振動し、継続して加速度が検知された場合に乗員が移動していると認識されると、衝突発生と誤判定されてしまうという問題もある。
そこで、この発明は、衝突の検出精度を向上することができる車両の衝突判定方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明は、加速度センサ（例えば、実施形態における加速度センサ１）により得られた加速度データ（例えば、実施形態における加速度データＧ）の周波数成分（例えば、実施形態における周波数成分ｆ）を閾値（例えば、実施形態における高（Ｈ）閾値、中（Ｍ）閾値、低（Ｌ）閾値）と比較して衝突判定を行い、乗員保護装置（例えば、実施形態におけるエアバック２）を起動させる車両の衝突判定方法であって、前記加速度データを２回積分して得られた車両衝突時における乗員の移動量（例えば、実施形態における移動量Ｓ）と、前記加速度データを１回積分して得られた車両衝突時における速度変化（例えば、実施形態における速度変化ΔＶ）とを算出し、これら２つの算出値が共に各々の閾値（例えば、実施形態における閾値ＳＴＨ、閾値ΔＶＴＨ）を上回った場合にのみ前記加速度データの周波数成分を閾値（例えば、実施形態における、高（Ｈ）閾値、中（Ｍ）閾値、低（Ｌ）閾値）と比較し、該閾値より大きい場合に衝突と判定することを特徴とする。
【０００７】
このように構成することで、車両衝突時における乗員の移動量と速度変化との２つの算出値を各々閾値と比較して、いずれか一方が閾値以下である場合を非衝突として除外することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１はこの発明の実施形態の制御ロジックを示す機能ブロック図である。
加速度センサ１から得られた加速度データＧに基づいて周波数成分（判定値）ｆが求められ、その判定値ｆがエアバック２を展開させるか否かを判定するための比較部（ＣＯＭＰ）３に入力される。４は閾値選択部であって、この閾値選択部４は高（Ｈ）、中（Ｍ）、低（Ｌ）の３つの閾値を選択可能に構成され、通常は高（Ｈ）閾値で固定されている。
【０００９】
この閾値選択部４にはスイッチ５が接続され、このスイッチ５により後述するＡＮＤ回路６のＡＮＤ出力により前記閾値選択部４の高（Ｈ）閾値固定状態を解除する。このことにより、選択される高（Ｈ）、中（Ｍ）、低（Ｌ）閾値が有効になる。
一方、加速度センサ１から得られた加速度データＧから乗員の移動量Ｓと速度変化ΔＶが求められる。具体的には乗員の移動量Ｓは加速度センサ１から得られた加速度データＧを時間で２回積分したものである。また、速度変化ΔＶとは加速度センサ１から得られた加速度データＧを時間で１回積分したものである。
【００１０】
ここで、上記速度変化ΔＶは、車両に応じて累積速度変化ΔＶ∞と区間速度変化ΔＶｎに使い分けられる。累積速度変化ΔＶ∞は加速度センサ１から得られた加速度データＧを０から∞まで１回積分したものであり、区間速度変化ΔＶｎは加速度センサ１から得られた加速度データＧを０からｎまでの所定区間で１回積分したものである。
エアバック装置を搭載する車両のボディー剛性（ボディーの硬さ）等によって衝撃の特性が異なるため、累積速度変化△Ｖ∞または区間速度変化△Ｖｎが使い分けられている。
【００１１】
移動量Ｓの出力は比較部（ＣＯＭＰ）７に入力され、ここで閾値ＳＴＨと比較される。そして、比較部（ＣＯＭＰ）７において移動量Ｓが閾値ＳＴＨより大きい場合にＡＮＤ回路６に出力される。
一方、速度変化ΔＶの出力は比較部（ＣＯＭＰ）８に入力され、ここで閾値ΔＶＴＨと比較される。そして、比較部（ＣＯＭＰ）８において速度変化ΔＶが閾値ΔＶＴＨより大きい場合にＡＮＤ回路６に出力される。
【００１２】
そして、比較部（ＣＯＭＰ）７、比較部（ＣＯＭＰ）８の双方からＡＮＤ回路６へ信号が入力された場合に、ＡＮＤ回路６からＡＮＤ出力がスイッチ５に入力され、スイッチ５では閾値選択部４における高（Ｈ）閾値固定状態が解除される。
ここで、高（Ｈ）閾値の状態とは、周波数成分（判定値）ｆと比較した場合に、常に、周波数成分（判定値）ｆが下回るような閾値を意味し、実質的にはエアバック２が展開することのない閾値である。
【００１３】
前述したように、ＡＮＤ回路６からＡＮＤ出力がスイッチ５に入力され、スイッチ５では閾値選択部４における高（Ｈ）閾値固定状態が解除されるとともに、閾値選択部４においては、高（Ｈ）閾値、中（Ｍ）閾値、低（Ｌ）閾値のいずれかが選択される。
ここで、高（Ｈ）閾値、中（Ｍ）閾値、低（Ｌ）閾値は、前記加速度センサ１により検出された加速度データＧから選択されるものである。加速度データＧが得られると、これから閾値選択データが生成され、この閾値選択データに基づいていずれかの閾値が選択されるのである。
【００１４】
そして、例えば、中（Ｍ）閾値が選択されると、この中（Ｍ）閾値と周波数成分ｆが比較部（ＣＯＭＰ）３において比較され、周波数成分ｆが中（Ｍ）閾値を上回っている場合に、エアバック２が展開される。
【００１５】
次に、図２に示すフローチャートに基づいてエアバック展開制御について説明する。
ステップＳ１において、加速度センサ１により検出された加速度データＧの読み込みを行う。次に、ステップＳ２において乗員の移動量Ｓを算出する。そして、ステップＳ３において、乗員の移動量Ｓが閾値ＳＴＨを上回っているか否かを判定する。ステップＳ３における判定の結果が「Ｙｅｓ」、つまり乗員の移動量Ｓが閾値ＳＴＨを上回っている場合はステップＳ４に進む。ステップＳ３における判定の結果が「Ｎｏ」、つまり乗員の移動量Ｓが閾値ＳＴＨ以下である場合はステップＳ６に進む。
【００１６】
ステップＳ４においては速度変化ΔＶが算出されステップＳ５に進む。ステップＳ５においては速度変化ΔＶが閾値ΔＶＴＨを上回っているか否かを判定する。ステップＳ５における判定の結果が「Ｙｅｓ」、つまり速度変化ΔＶが閾値ΔＶＴＨを上回っている場合はステップＳ７に進む。ステップＳ５における判定の結果が「Ｎｏ」、つまり速度変化ΔＶが閾値ΔＶＴＨ以下である場合はステップＳ６に進む。ステップＳ６においては閾値選択部４における閾値が高（Ｈ）閾値に固定される。
つまり、前記ステップＳ３において、乗員の移動量Ｓが閾値ＳＴＨ以下である場合、あるいはステップＳ５において、速度変化ΔＶが閾値ΔＶＴＨ以下である場合は、このステップＳ６において高（Ｈ）閾値がセットされ、エアバック２が展開しないのである。
【００１７】
そして、次のステップＳ７においては衝突判定アルゴリズムが実行され加速度センサ１により検出された加速度データＧの周波数成分（判定値）を各周波数毎に求め、そして、そのうちの１つの周波数成分（判定値）が前記閾値選択部４により選択された閾値を上回っているか否かを判定し、ステップＳ８においてエアバック２を展開するか否かを判定する。
ステップＳ８における判定の結果、エアバック２を展開しない場合（Ｎｏ）はステップＳ１に戻る。
ステップＳ８における判定の結果、エアバック２を展開する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ９に進み、エアバック２の展開を出力して図２の処理を終了する。
【００１８】
したがって、上記実施形態によれば、車両衝突時における乗員の移動量Ｓと、速度変化ΔＶの双方が各々の閾値ＳＴＨ、閾値ΔＶを上回っている場合にのみ、これを衝突と判定してエアバック２を展開するか否かを判定するため、穴落ちにより車体に振動が作用した場合や、腹打ちにより振動を検出した場合に、これを非衝突と確実に判定することにより、エアバック２の誤作動をなくすことができる。また、エアバックを作動するほどでない低速衝突の場合にでも、エアバック２の誤動作をなくすことができる。
その結果、車両衝突時における乗員の移動量Ｓと、速度変化ΔＶとの２つの算出値に基づいて、いずれか一方が閾値以下である場合を非衝突として除外することが可能となるため、確実に衝突・非衝突を判定することができる。
【００１９】
また、前記速度変化ΔＶを用いることにより、乗員の移動量Ｓを用いた場合に、その性質上ある一定の時間を要さないと判定できなかった衝突の判定を短時間で行なえる。
そして、例えば、腹打ちした場合のように加速度が継続した場合や、低速衝突のように、衝突初期の加速度データＧが類似する場合に、乗員の移動量Ｓが大きいことから衝突と誤判定されることが多いが、上記速度変化ΔＶを使用することにより、これを衝突と誤判定することがなくなる。
【００２０】
図３〜図５は実際の加速度データＧから衝突・非衝突を判定したグラフ図である。図３は穴落ちと高速衝突を移動量で判定した場合について示している。
穴落ちと高速衝突では、図３（ａ）に示す穴落ちと図３（ｂ）に示す高速衝突とは、縦軸に加速度データＧを横軸に時間ｔをとった場合に加速度データＧの傾きが急峻に表れる点で類似している。ところが、図３（ｃ）に示す穴落ちと図３（ｄ）に示す高速衝突において縦軸に乗員の移動量Ｓを横軸に時間ｔをとった場合に、高速衝突では「ＯＮ」、穴落ちでは「ＯＦＦ」となる。
【００２１】
また、図３（ｅ）に示す穴落ちと図３（ｆ）に示す高速衝突において縦軸に速度変化ΔＶ∞を横軸に時間ｔをとった場合に、高速衝突、穴落ちで共に「ＯＮ」となり区別がつかないことがわかる。
したがって、穴落ちの場合には、移動量Ｓ＝ＯＦＦ、累積速度変化ΔＶ∞＝ＯＮとなり、一方、高速衝突の場合は移動量Ｓ＝ＯＮ、累積速度変化ΔＶ∞＝ＯＮとなり、穴落ちと高速衝突は加速度データＧの傾きが急峻に表れる点で類似しているが、移動量Ｓと累積速度変化ΔＶ∞とで（特に移動量Ｓで）判別できることがわかる。
【００２２】
図４は腹打ちと斜め衝突を移動量で判定した場合について示している。
腹打ちと斜め衝突では、図４（ａ）に示す腹打ちと図４（ｂ）に示す斜め衝突とは、縦軸に加速度データＧを横軸に時間ｔをとった場合に加速度データＧが継続して表れる点で類似している。また、図４（ｃ）に示す腹打ちと図４（ｄ）に示す斜め衝突において縦軸に乗員の移動量Ｓを横軸に時間ｔをとった場合に、斜め衝突、腹打ちで共に「ＯＮ」となり区別がつかない。
【００２３】
ところが、図４（ｅ）に示す腹打ちと図４（ｆ）に示す斜め衝突において縦軸に累積速度変化ΔＶ∞を横軸に時間ｔをとった場合に、斜め衝突では「ＯＮ」に、腹打ちでは「ＯＦＦ」となる。
したがって、腹打ちの場合には、移動量Ｓ＝ＯＮ、累積速度変化ΔＶ∞＝ＯＦＦとなり、一方、斜め衝突の場合は移動量Ｓ＝ＯＮ、累積速度変化ΔＶ∞＝ＯＮとなり、腹打ちと斜め衝突は加速度データＧが継続して表れる点で類似しているが、移動量Ｓと累積速度変化ΔＶ∞とで（特に累積速度変化ΔＶ∞）判別できることがわかる。
【００２４】
図５は低速衝突と斜め衝突を移動量で判定した場合について示している。
低速衝突と斜め衝突では、図５（ａ）に示す低速衝突と図５（ｂ）に示す斜め衝突とは、縦軸に加速度データＧを横軸に時間ｔをとった場合に衝突初期の加速度データＧが類似して表れる。また、図５（ｃ）に示す低速衝突と図５（ｄ）に示す斜め衝突において縦軸に乗員の移動量Ｓを横軸に時間ｔをとった場合に、斜め衝突、低速衝突で共に「ＯＮ」となり区別がつかない。
【００２５】
ところが、図５（ｅ）に示す低速衝突と図５（ｆ）に示す斜め衝突において縦軸に区間速度変化ΔＶｎを横軸に時間ｔをとった場合に、斜め衝突では「ＯＮ」に、低速衝突では「ＯＦＦ」となる。
したがって、低速衝突の場合には、移動量Ｓ＝ＯＮ、区間速度変化ΔＶｎ＝ＯＦＦとなり、一方、斜め衝突の場合は移動量Ｓ＝ＯＮ、区間速度変化ΔＶｎ＝ＯＮとなり、低速衝突と斜め衝突は加速度データＧが衝突初期に類似して表れるが、移動量Ｓと区間速度変化ΔＶｎとで（特に区間速度変化ΔＶｎで）判別できることがわかる。
【００２６】
したがって、図３〜図５に示すように車両衝突時における乗員の移動量Ｓと、累積速度変化ΔＶ∞又は区間速度変化ΔＶｎにより、穴落ちと高速衝突、腹打ちと斜め衝突、低速衝突と斜め衝突を確実に判別することができる。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、乗員保護装置としてエアバック装置を例にして説明したが、シートベルトプリテンショナーを起動する場合の衝突判定に使用できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、第１の発明によれば、車両衝突時における乗員の移動量と、速度変化との２つの算出値を閾値と比較して、いずれか一方が閾値以下である場合を非衝突として除外することが可能となるため、確実に衝突・非衝突を判定することができる効果がある。
【００２８】
つまり、衝突エネルギーが乗員の移動量の他に乗員の速度変化として表れ、この速度変化が衝突時と非衝突時で異なることに着目し、この速度変化を加味することで衝突・非衝突を判定することが可能となるため、確実に短い時間で衝突を判定することができるという効果がある。
【００２９】
また、例えば、腹打ちした場合のように加速度が継続した場合や、低速衝突のように、衝突初期の加速度データが類似する場合に、乗員の移動量が大きいことから衝突と誤判定されることが多いが、上記速度変化を使用することにより、これを衝突と誤判定することがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施形態の制御ロジックを示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施形態の制御フローチャート図である。
【図３】  この発明の実施形態の移動量で判定する場合を示すもので、（ａ）は穴落ちの場合の加速度データのグラフ図、（ｂ）は高速衝突の場合の加速度データのグラフ図、（ｃ）は穴落ちの場合の移動量のグラフ図、（ｄ）は高速衝突の場合の移動量のグラフ図、（ｅ）は穴落ちの場合の累積速度変化のグラフ図、（ｆ）は高速衝突の場合の累積速度変化のグラフ図である。
【図４】  この発明の実施形態の速度変化で判定する場合を示すもので、（ａ）は腹打ちの場合の加速度データのグラフ図、（ｂ）は斜め衝突の場合の加速度データのグラフ図、（ｃ）は腹打ちの場合の移動量のグラフ図、（ｄ）は斜め衝突の場合の移動量のグラフ図、（ｅ）は腹打ちの場合の累積速度変化のグラフ図、（ｆ）は斜め衝突の場合の累積速度変化のグラフ図である。
【図５】  この発明の実施形態の区間速度変化で判定する場合を示すもので、（ａ）は低速衝突の場合の加速度データのグラフ図、（ｂ）は斜め衝突の場合の加速度データのグラフ図、（ｃ）は低速衝突の場合の移動量のグラフ図、（ｄ）は斜め衝突の場合の移動量のグラフ図、（ｅ）は低速衝突の場合の区間速度変化のグラフ図、（ｆ）は斜め衝突の場合の区間速度変化のグラフ図である。
【符号の説明】
１  加速度センサ
２  エアバック（乗員保護装置）
【図１】
0004183879.tif 000002
【図２】
0004183879.tif 000003
【図３】
0004183879.tif 000004
【図４】
0004183879.tif 000005
【図５】
0004183879.tif 000006