JP2004314768A

JP2004314768A - 衝突形態判別装置

Info

Publication number: JP2004314768A
Application number: JP2003110668A
Authority: JP
Inventors: Yujiro Miyata; 裕次郎宮田; Noribumi Iyoda; 紀文伊豫田; Masuji Oshima; 満寿治大嶋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】フロアセンサの出力信号のみを用いる簡易な構成で、衝突の初期段階を的確に検出すると共に、衝突形態を高精度に判別できる衝突形態判別装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の衝突形態判別装置は、車両本体の略中央部に配置され、車両前後方向の車両減速度を検出するフロアセンサ２２と、前記車両減速度の波形の立ち上がり時点を検出する立ち上がり手段３２と、前記車両減速度の波形が、前記立ち上がり時点から第１ピークに達するまでの時間を第１ピーク時間ｔｐとして検出するピーク時間検出手段３２と、前記車両減速度を前記立ち上がり時点から時間積分した減速度積分値が、予め設定した要求積分値Ｖｍと等しくなった時間を要求時間ｔｍとして検出する要求値時間検出手段３４と、前記第１ピーク時間ｔｐと前記要求時間ｔｍとの比に基づいて、前記車両の衝突形態がハード衝突かソフト衝突かを判定する形態判定手段３６とを含むことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突形態を判別する衝突形態判別装置に関し、より詳細には、衝突形態としてハード衝突とソフト衝突とを判別するのに好適な衝突形態判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両中央部に配設された加速度センサ（フロアセンサ）と、車両前方の配設された加速度センサ（サテライトセンサ）とを備え、サテライトセンサの複数の検出値に基づいて衝突形態を判定し、判定した衝突形態に応じて乗員保護装置の起動感度やフロアセンサの測定感度を変更する乗員保護装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０８７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術では、エアバック等の起動判定用のフロアセンサに加えて、衝突形態の判別にサテライトセンサを用いているため、構成が比較的複雑でありコストの観点からも課題がある。
【０００５】
また、サテライトセンサは、衝突の初期段階を可能な限り早く検出すべくより車両前方に搭載することが望ましいが、サテライトセンサをより車両前方に搭載すると低速衝突時にも衝撃を受けやすくなるため、衝突形態の判別を的確に判断できない場合も考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、フロアセンサのみを用いた簡易な構成で、衝突の初期段階を的確に検出すると共に、衝突形態を高精度に判別できる衝突形態判別装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載する如く、車両本体の略中央部に配置され、車両前後方向の車両減速度を検出する減速度検出手段と、
前記車両減速度の波形の立ち上がり時点を検出する立ち上がり手段と、
前記車両減速度の波形が、前記立ち上がり時点から第１ピークに達するまでの時間を第１ピーク時間ｔｐとして検出するピーク時間検出手段と、
前記車両減速度を前記立ち上がり時点から時間積分した減速度積分値が、予め設定した要求積分値Ｖｍと等しくなった時間を要求時間ｔｍとして検出する要求値時間検出手段と、
前記第１ピーク時間ｔｐと前記要求時間ｔｍとの比に基づいて、前記車両の衝突形態がハード衝突かソフト衝突かを判定する形態判定手段とを含むことを特徴とする、衝突形態判別装置により達成される。
【０００８】
本発明によれば、第１ピーク時間ｔｐと要求時間ｔｍとの比を用いることにより、種々存在する衝突形態から車両が衝突した際の形態がハード衝突かソフト衝突かを一度の判定で判別することができる。また、車両本体の中央部に配置された減速度検出手段による１つの車両減速度に基づいて車両の衝突形態判別をすることが可能であり、構成を簡素化できる。
【０００９】
また、請求項２に記載する如く、前記立ち上がり手段は、前記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角θがπを超え、且つ、前記車両減速度が予め設定した閾値ＧＴＨを超えた時点を、立ち上がり時点として検出することが好ましい。本発明によれば、車両減速度の波形に発生しうる急制動時や悪路走行時のノイズによる影響を受けることなく、高精度に車両減速度の立ち上がりを検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【００１１】
先ず、本発明による衝突形態判別装置２０の説明に先立って、衝突形態判別装置２０により判別される衝突形態について図１を参照して説明する。車両衝突の形態としては、図１に示すように、車両がその前面で衝突対象物と衝突する正突（Ａ）、車両が衝突対象物に対して斜め方向に衝突する斜突（Ｂ）、車両がその前面中央で電信柱等３と衝突するポール衝突（Ｃ）、さらには車両がその正面の片側で衝突対象物４と衝突するオフセット衝突（Ｄ）がある。また、オフセット衝突（Ｄ）には、硬い衝突対象物と衝突するＯＲＢ（ＯｆｆｓｅｔＲｉｇｉｄＢａｒｒｉｅｒ）と、変形する衝突対象物と衝突するＯＤＢ（ＯｆｆｓｅｔＤｅｆｏｒｍａｂｌｅＢａｒｒｉｅｒ）とがある。
【００１２】
ここで、上述の各種衝突形態は、正突及びＯＲＢ型衝突を含むハード衝突と、斜突、ポール衝突及びＯＤＢ型衝突を含むソフト衝突とに分類される。ハード衝突の場合とソフト衝突の場合とでは、乗員を保護すべきタイミング等が異なる。そこで、本発明による衝突形態判別装置２０は、以下に詳説する如く、車両衝突時にハード衝突とソフト衝突とを判別することを可能とすることで、乗員の保護を効果的に図ることを可能とする。
【００１３】
図２は、本発明による衝突形態判別装置２０の一実施例を示す機能ブロック図を示す。本実施例の衝突形態判別装置２０は、図２に示すように、フロアセンサ２２を備えている。フロアセンサ２２は、車両の中央部の適切な箇所（例えば、車両の中央部コンソール近傍のフロアトンネル内）に配設され、車両の中央部（即ち、配設箇所）における車両の前後方向の加速度（以下、「フロアＧ」という）を検出する。
【００１４】
衝突形態判別装置２０は、マイクロコンピュータを中心に構成されている。衝突形態判別装置２０には、フロアセンサ２２の出力信号が入力される。尚、当然に、衝突形態判別装置２０は、フロアセンサ２２を内蔵する電子制御装置（ＥＣＵ）として具現化されてもよい。
【００１５】
衝突形態判別装置２０は、ピーク時間検出部３２を備える。ピーク時間検出部３２は、後述する如く、フロアＧの波形（フロアセンサ２２の出力信号）にウェーブレット変換を施して、フロアＧの立ち上がりの発生時点（即ち、衝突の開始時点）を検出すると共に、フロアＧの第１ピークの発生時点を検出する。また、ピーク時間検出部３２は、上記各検出結果に基づいて、フロアＧの立ち上がり時刻から、フロアＧの第１ピークの発生時刻までの時間を第１ピーク時間ｔｐとして算出する。尚、ウェーブレット変換の詳細については、本明細書内の発明の詳細な説明の欄の最終段に「付記」として説明する。
【００１６】
衝突形態判別装置２０は、また、要求値時間検出部３４を備える。要求値時間検出部３４は、後述する如く、フロアＧを所定の積分区間で時間積分して得た減速度積分値Ｖｆが予め設定した要求積分値Ｖｍと等しくなった時間を要求時間ｔｍとして検出する。
【００１７】
衝突形態判別装置２０は、また、形態判定部３６を備える。形態判定部３６は、後述する如く、第１ピーク時間ｔｐと要求時間ｔｍとの比に基づいて、ハード衝突とソフト衝突とを判別する。
【００１８】
図３は、フロアセンサ２２により検出されるフロアＧ波形、ウェーブレット位相角θの波形及び減速度積分値Ｖｆの波形の一例を示した図である。図３において、フロアＧの波形は、実線（符合Ｇｆにより指示）により、このフロアＧの波形にウェーブレット変換を施して得たウェーブレット位相角θの波形は、破線により、減速度積分値Ｖｆの波形は、２点鎖線により示されている。
【００１９】
本実施例のピーク時間検出部３２は、フロアＧが所定の閾値ＧＴＨ（例えば、１５ｍ／ｓ^２）を超え、且つ、ウェーブレット位相角θがπを超えた時点を、フロアＧ波形の立ち上がり時点ｔ０として検出する。また、フロアＧ波形の立ち上がり時点ｔ０を検出すると、ピーク時間検出部３２は、その後、ウェーブレット位相角θが２πから０に変化する時刻（即ち、ウェーブレット位相角θがπを超えた以降の、πを下回った時点）を、第１ピークの時刻ｔｐ１として検出する。そして、ピーク時間検出部３２は、第１ピーク時間ｔｐを、ｔｐ＝ｔｐ１−ｔ０により算出する。このようにして算出された第１ピーク時間ｔｐは、形態判定部３６へ供給される。
【００２０】
本実施例では、衝突形態の判別の開始時点となるフロアＧ波形の立ち上がりが、所定の閾値ＧＴＨによる判定と共に、ウェーブレット位相角θがπを超えたか否かの判定によって検出されるので、急制動や悪路のようなノイズの影響を受けることなく、正確な立ち上がり時刻ｔ０を得ることができる。
【００２１】
本実施例の要求値時間検出部３４は、立ち上がり時点ｔ０からフロアセンサ２２の出力信号を時間積分し始め、減速度積分値Ｖｆ（図３の２点鎖線参照）を算出する。要求値時間検出部３４は、立ち上がり時点ｔ０から、減速度積分値Ｖｆが所定の要求積分値Ｖｍと等しくなるまでの時間を要求時間ｔｍとして検出する。即ち、要求値時間検出部３４は、ピーク時間検出部３２がフロアＧ波形の立ち上がりを検出した時点ｔ０で減速度積分値Ｖｆの算出を開始し、減速度積分値Ｖｆが所定の要求積分値Ｖｍに達するのに要する時間ｔｍを算出する。このようにして算出された要求時間ｔｍは、形態判定部３６へ供給される。
【００２２】
ここで、要求積分値Ｖｍとは、乗員保護装置の起動時点（即ち、フロアＧが所定の起動判定用の閾値を超える時点）よりも前に減速度積分値Ｖｆが到達可能な値である一方、後述する図４に示す傾向を示す要求時間ｔｍを得るのに充分な値である。この要求積分値Ｖｍは、車種毎に衝突試験、シミュレーションを行い設定することが好ましく、例えば０．７〜０．８ｍ／ｓの範囲内で設定される。尚、一般的な傾向として、正突の場合が最も早くこの要求積分値Ｖｍに達し、ポール衝突が最も遅く、ＯＲＢ、ＯＤＢ、斜突の場合はその間の時間となる。従って、高速正突した場合の要求時間における減速度積分値Ｖｆが、要求積分値Ｖｍとして予め設定されてよい。
【００２３】
本実施例の形態判定部３６は、ピーク時間検出部３２が検出した第１ピーク時間ｔｐと、要求値時間検出部３４が検出した要求時間ｔｍとの比ｋｘ（＝ｔｐ／ｔｍ）を算出する。形態判定部３６は、このようにして算出した比ｋｘを、車両（本実施例の衝突形態判別装置２０が搭載された車両）及び衝突対象物（他車両や電柱等の障害物）の硬さを表わす指標として、ハード衝突とソフト衝突とを判別する。
【００２４】
図４は、実際の車両衝突試験データに基づく第１ピーク時間ｔｐと要求時間ｔｍとの比ｋｘのプロット図である。本図では、横軸に要求時間ｔｍ、縦軸に第１ピーク時間ｔｐをとっている。また、本図では、衝突形態の相違に応じて、各プロット点に符号が付されている（即ち、正突：Ｇ、ＯＲＢ：Ｊ、ＯＤＢ：Ｃ、ポール衝突：Ｂ、斜突：Ｅ）。また、本実施例では、要求積分値Ｖｍ＝０．７５ｍ／ｓとしている。
【００２５】
図４に示すように、正突の場合には、減速度積分値Ｖｆが比較的早い段階で要求積分値Ｖｍに達し（即ち、要求時間ｔｍが比較的小さい）、また、比較的遅い段階で要求積分値Ｖｍに達する場合には、第１ピーク時間ｔｐが比較的大きい傾向にある。一方、ＯＤＢ、ポール衝突及び斜突のようなソフト衝突の場合には、比較的遅い段階で要求積分値Ｖｍに達し、且つ、第１ピーク時間ｔｐが比較的小さい傾向にある。また、ハード衝突であるＯＲＢの場合には、同じくハード衝突である正突の場合に比して、ソフト衝突の場合と同様、比較的遅い段階で要求積分値Ｖｍに達するが、ソフト衝突の場合とは異なり、第１ピーク時間ｔｐが比較的大きい傾向にある。
【００２６】
この試験結果から、ハード衝突に係るプロット点とソフト衝突に係るプロット点を、傾きが一定の直線（第１ピーク時間ｔｐと要求時間ｔｍとの比ｋｘが一定の直線）により仕切ることが可能であることが確認できる。従って、図４に示すように、適切な直線（ハード衝突に係るプロット点とソフト衝突に係るプロット点を適切に仕切る直線）を閾値Ｔｈｒ（本試験データでは、比ｋｘ＝０．４）として設定することにより、ハード衝突とソフト衝突とを一度の判定により判別可能であることが理解できる。即ち、第１ピーク時間ｔｐと要求時間ｔｍとの比ｋｘのプロット点は、図５に示すように、衝突の形態の種類毎に異なるある一定の分布傾向を示し、特にハード衝突に係るプロット点とソフト衝突に係るプロット点とは、適切な傾きの直線を境界として区別可能であることが理解できる。
【００２７】
そこで、本実施例の衝突形態判別装置２０では、上述の如く、フロアセンサ２２の出力信号に基づいて、第１ピーク時間ｔｐ及び要求時間ｔｍを算出し、これらの比ｋｘを所定の閾値Ｔｈｒと比較することで、ハード衝突とソフト衝突とを判別することを可能とする。尚、所定の閾値Ｔｈｒは、図４に示すように、衝突試験データに基づいて車種毎に設定されてよい。
【００２８】
次に、本実施例の衝突形態判別装置２０により実行される処理の流れを図６のフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
ステップ１００では、先ず、フロアセンサ２２の出力信号に基づいて、ウェーブレット位相角θを算出する処理が実行される。ウェーブレット位相角θは、フロアセンサ２２の出力信号にウェーブレット変換処理を施すことにより得られる。
【００３０】
ステップ１１０では、フロアセンサ２２の出力信号に基づいて、フロアＧが所定の閾値ＧＴＨ（例えば、１５ｍ／ｓ^２）を超えたか否か、及び、ウェーブレット位相角θがπを超えたか否かを判断する処理が実行される。本ステップ１１０での判断処理は、フロアセンサ２２のサンプリング周期毎（例えば、０．５ｍｓ）に実行されてよい。従って、本ステップ１１０により、フロアＧ波形の初回の立ち上がりが検出される。本ステップ１１０によりフロアＧ波形の立ち上がりが検出されると、当該検出時刻ｔをフロアＧ波形の立ち上がり時刻ｔ０として、以後のステップ１２０及びステップ１３０の処理が並列的（同時）に実行される。
【００３１】
ステップ１２０では、フロアＧ波形の初回のピーク（即ち、第１ピーク）を検出する処理が実行される。具体的には、本ステップ１２０では、現時刻ｔから０．５ｍｓ前（即ち、一回前の周期）に算出されたウェーブレット位相角θ［ｔ−０．５ｍｓ］がπよりも大きく、且つ、現時刻ｔのウェーブレット位相角θ［ｔ］がπよりも小さいか否かが継続的に判断される。本ステップ１２０では、これらの条件が満たされた場合、当該時刻ｔが第１ピークの時刻ｔｐ１とされる。本ステップにより第１ピークの発生時刻ｔｐ１が検出されると、第１ピーク時間ｔｐが、ｔｐ＝ｔ−ｔ０により算出される。
【００３２】
ステップ１３０は、減速度積分値Ｖｆが要求積分値Ｖｍを超える時点を検出する処理が実行される。具体的には、本ステップ１３０では、上記ステップ１１０で検出された立ち上がり時刻ｔ０から現時刻ｔまでを積分区間として、フロアセンサ２２の出力信号を時間積分することで、減速度積分値Ｖｆが算出される。また、本ステップ１３０では、減速度積分値Ｖｆが要求積分値Ｖｍより大きくなるまで、算出した減速度積分値Ｖｆと要求積分値Ｖｍとが比較される。尚、当然に、本ステップ１３０の比較処理は、立ち上がり時刻ｔ０以降、フロアセンサ２２のサンプリング周期毎（例えば、０．５ｍｓ）に実行されてよい。本ステップ１３０により要求積分値Ｖｍを超える減速度積分値Ｖｆが検出されると、要求時間ｔｍが、当該検出時刻ｔから立ち上がり時刻ｔ０を引くことにより算出される（即ち、ｔｍ＝ｔ−ｔ０）。
【００３３】
上記ステップ１２０及びステップ１３０の双方の処理が終了すると、次に、ステップ１４０において、上記ステップ１２０及びステップ１３０で得られた第１ピーク時間ｔｐ及び要求時間ｔｍに基づいて、これらの比ｋｘ＝ｔｐ／ｔｍが算出される。
【００３４】
続くステップ１５０では、上記ステップ１４０で算出した比ｋｘ＝ｔｐ／ｔｍが所定の閾値Ｔｈｒより大きいか否かを判断する処理が実行される。比ｋｘ＝ｔｐ／ｔｍが所定の閾値Ｔｈｒ以下の場合、衝突形態がソフト衝突であると判断して、ステップ１６０に進む。一方、比ｋｘ＝ｔｐ／ｔｍが所定の閾値Ｔｈｒにより大きい場合、衝突形態がハード衝突であると判断して、ステップ１７０に進む。
【００３５】
ステップ１６０では、衝突形態がソフト衝突である場合の乗員保護装置の起動処理が実行される。具体的には、フロアＧがソフト衝突用のために予め設定された閾値を超えた際に、所定の乗員保護装置を起動させる処理が実行される。例えば、フロアＧがソフト衝突用の閾値を超えた時点で、エアバックを展開させるインフレータが点火される。従って、例えば、ソフト衝突用の閾値を比較的低い値に設定した場合、ソフト衝突であると判断された時点（上記ステップ１５０）で乗員保護装置の起動判定用の閾値がより低い閾値へと変更されるので、中高速域でのソフト衝突時に適切なタイミングで確実に乗員保護装置を起動させることができる。
【００３６】
一方、ステップ１７０では、衝突形態がハード衝突である場合の乗員保護装置の起動処理が実行される。具体的には、フロアＧがハード衝突用のために予め設定された閾値を超えた際に、所定の乗員保護装置を起動させる処理が実行される。例えば、フロアＧがハード衝突用の閾値を超えた時点で、エアバックを展開させるインフレータが点火される。従って、例えば、ハード衝突用の閾値を比較的高い値に設定した場合、ハード衝突であると判断された時点（上記ステップ１５０）で乗員保護装置の起動判定用の閾値がより高い閾値へと変更されるので、低速域でのハード衝突時に乗員保護装置が起動されることがない。
【００３７】
尚、本実施例では、上述の如く、フロアＧの立ち上がり時点から、第１ピーク時間ｔｐ及び要求時間ｔｍの何れか遅いほうの時間（通常的には、要求時間ｔｍ）が経過した時点（上記ステップ１２０及び上記ステップ１３０の終了時点）で、衝突形態の判定が可能とされている。しかしながら、要求積分値Ｖｍは、上述の如く、車両が衝突した際における乗員保護装置起動の判断限界である要求時間ｔｍに対応して予め設定されている。従って、本実施例では、フロアＧが乗員保護装置の起動判定用の閾値を超えるまでには、衝突形態の判定が確実に終了されている。
【００３８】
以上説明したように本実施例によれば、上述の如く第１ピーク時間ｔｐと要求時間ｔｍとの比ｋｘを指標として衝突形態を判断することにより、ハード衝突とソフト衝突とを高精度に判別することができる。これにより、ハード衝突とソフト衝突とよって異なる乗員保護の要求に的確に応じることができる。即ち、本実施例によれば、ハード衝突とソフト衝突とよって、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が異なることを考慮して、エアバックの起動タイミングやエアバックの展開出力等を調整することが可能となる。例えば、本実施例では、上述の如く、判定した衝突形態に応じて乗員保護装置の起動判定用の閾値を可変とすることで（即ち、ハード衝突用の閾値又はソフト衝突用の閾値間の切り換えを実行することで）、ハード衝突とソフト衝突の相違に応じてエアバックの起動タイミングを調整することが可能とされている。また、ハード衝突とソフト衝突の相違に応じて、例えばエアバックを展開させるインフレータの数を変更することで、エアバックの展開出力を調整することも可能である。
【００３９】
また、本実施例では、上述の如く、フロアセンサ２２の出力信号のみを用いて、ハード衝突とソフト衝突とを的確に判断することが可能とされている。従って、本実施例によれば、車両左右のサイドメンバの前方に別途新たな加速度センサを設けることなく、簡易な構成で高精度に衝突形態を判断することができる。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４１】
例えば、上述の実施例では、第１ピーク時間ｔｐの要求時間ｔｍに対する比ｋｘ（＝ｔｐ／ｔｍ）を用いるものであったが、当然に、逆に第１ピーク時間ｔｐに対する要求時間ｔｍの比ｔｍ／ｔｐ（車両及び衝突対象の軟らかさ（潰れ易さ）を示す指標）を用いて形態判別を行うことも可能である。
【００４２】
また、上述の実施例では、傾き（比ｋｘ）が一定の直線により、ハード衝突に係るプロット点とソフト衝突に係るプロット点とを仕切ることが可能であるため、衝突形態判別用の閾値Ｔｈｒを一定の値に設定しているが、衝突形態判別用の閾値Ｔｈｒを可変値とすること（即ち、曲線や不連続の直線や折れ線等によりハード衝突に係るプロット点とソフト衝突に係るプロット点とを仕切ること）も可能である。この場合、例えばピーク時間検出部３２により検出された第１ピーク時間ｔｐの値に応じて、要求値時間検出部３４が検出する要求時間ｔｍに対する衝突形態判別用の閾値が設定されることになり、当該第１ピーク時間ｔｐに応じた閾値はマップ等に定義されていてよい。
【００４３】
［付記］
最後に、本実施例のピーク時間検出部３２においてフロアセンサ２２の出力信号に対して施されるウェーブレット変換処理について、図７及び図８を参照して説明する。
【００４４】
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。
【００４５】
本実施例のピーク時間検出部３２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。
【００４６】
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。
【００４７】
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ω_０は周波数ｆによって定まる定数（ω_０＝２πｆ）であり、αも定数である。

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７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ω_０）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７中−Ｔ〜Ｔの範囲）である。この範囲はウインドウと称される。
【００４８】
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８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。
【００４９】
Ｐ＝√（Ｒ^２＋Ｉ^２） ……（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。
【００５０】
本実施例のピーク時間検出部３２は、最初に現われる第１ピーク（第１極大値）の時刻ｔｐを検出する。なお、さらにその後に現われるボトム（極小値）の時刻ｔｂが検出されるまで待てば、第１ピークが出現したことをより確実に確認できる。
【００５１】
すなわち、位相θが最初にπを超え（立ち上がり時点）、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、第１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。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、本発明によれば、車両中央部に配設される単一の加速度センサの出力信号のみを用いる簡易な構成で、衝突の初期段階を的確に検出すると共に、衝突形態を高精度に判別できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】衝突対象との車両の衝突形態の種別を示す図である。
【図２】本発明による衝突形態判別装置２０の一実施例を示す機能ブロック図を示す。
【図３】フロアセンサ２２の出力信号Ｇｆの波形、ウェーブレット位相角θの波形及び減速度積分値Ｖｆの波形の一例を示した図である。
【図４】実際の車両衝突試験データに基づく第１ピーク時間ｔｐと要求時間ｔｍとの比ｋｘのプロット図である。
【図５】各衝突形態での比ｋｘの分布傾向を示す図である。
【図６】本実施例の衝突形態判別装置２０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】Ｇａｂｏｒ関数の時間軸上の表現を例示する説明図である。
【図８】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。
【符号の説明】
２０衝突形態判別装置
２２フロアセンサ（加速度センサ）
３２ピーク時間検出部
３４要求値時間検出部
３６形態判定部

Claims

車両本体の略中央部に配置され、車両前後方向の車両減速度を検出する減速度検出手段と、
前記車両減速度の波形の立ち上がり時点を検出する立ち上がり手段と、
前記車両減速度の波形が、前記立ち上がり時点から第１ピークに達するまでの時間を第１ピーク時間ｔｐとして検出するピーク時間検出手段と、
前記車両減速度を前記立ち上がり時点から時間積分した減速度積分値が、予め設定した要求積分値Ｖｍと等しくなった時間を要求時間ｔｍとして検出する要求値時間検出手段と、
前記第１ピーク時間ｔｐと前記要求時間ｔｍとの比に基づいて、前記車両の衝突形態がハード衝突かソフト衝突かを判定する形態判定手段とを含むことを特徴とする、衝突形態判別装置。
前記立ち上がり手段は、前記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角θがπを超え、且つ、前記車両減速度が予め設定した閾値ＧＴＨを超えた時点を、立ち上がり時点として検出する、請求項１記載の衝突形態判別装置。