JP2006218885A - Collision determining device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両用衝突判定装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle collision determination device.
従来、例えば自車両の前部や後部あるいは側部に圧力センサ等の衝突センサ、つまり衝突荷重に応じた変形量を検出可能なセンサを配置し、この衝突センサから出力される検出信号の大きさ(例えば、衝突部分の変形量等)および検出信号の大きさの時間変化と、車速センサにより検出される自車両の速度あるいはレーダ装置により検知される対象物と自車両との相対速度とに基づき、自車両に衝突した衝突物体を検知し、この衝突物体が歩行者であるか否かを判定すると共に、検知した衝突物体が歩行者であると判定した場合には、例えば自車両のボンネット上でエアバッグを展開可能なエアバッグ装置等の歩行者保護装置を作動させる車両用衝突判別装置(例えば、特許文献1参照)が知られている。
ところで、上記従来技術に係る車両用衝突判別装置では、衝突時に検出した衝突荷重の大きさに応じて衝突の強さを検知し、この衝突の強さと、衝突直前に検出した自車両の速度あるいは衝突直前に検出した衝突物体と自車両との相対速度とに基づき、衝突物体の種別および衝突形態を判定している。しかしながら、衝突直前に検出された自車両の速度や相対速度等の状態量には、実際に発生した衝突の状態が直接的に反映されてはいない。
このため、実際に発生した衝突の状態に応じて衝突形態を適切に判別すると共に、衝突物体の種別および衝突形態を判別する際の信頼度を、より一層、向上させることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、衝突発生時の衝突状態および衝突物体を判別する際の精度および信頼度を向上させる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。
By the way, in the vehicle collision determination device according to the above-described prior art, the strength of the collision is detected according to the magnitude of the collision load detected at the time of the collision, and the speed of the own vehicle detected immediately before the collision, Based on the relative speed between the collision object detected immediately before the collision and the host vehicle, the type of collision object and the collision form are determined. However, the state of the collision that has actually occurred is not directly reflected in the state quantities such as the speed and relative speed of the host vehicle detected immediately before the collision.
For this reason, it is desired to appropriately determine the collision mode according to the state of the collision that has actually occurred, and to further improve the reliability in determining the type and type of the collision object.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a vehicle collision determination device capable of improving the accuracy and reliability in determining a collision state and a collision object when a collision occurs. To do.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の車両用衝突判定装置は、車両の外表面を構成する部材(例えば、実施の形態でのフロントバンパフェース2)の変形に関連する該部材の曲率および該曲率の時間変化の少なくとも何れかに係る状態量を検出する検出手段(例えば、実施の形態での変形センサ11)と、車両に物体が接触または衝突した際に、前記検出手段により検出された前記状態量に基づき、前記車両と前記物体との相対速度に係る速度状態量(例えば、実施の形態での等価相対速度ν)および前記物体の大きさに係る大きさ状態量(例えば、実施の形態での物体の大きさS)および前記車両と前記物体との間で作用した前記物体の単位大きさあたりの荷重に係る荷重状態量(例えば、実施の形態での物体の硬さP)を検知する衝突状態量検知手段(例えば、実施の形態でのエネルギー状態量算出部41、硬さ状態量算出部42および硬さ判定部43、大きさ判定部44)と、前記衝突状態量検知手段により検知された前記速度状態量および前記大きさ状態量および前記荷重状態量に応じて衝突状態を判定する衝突状態判定手段(例えば、実施の形態での物体判定部45と、デバイス駆動判定部46)とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a vehicle collision determination apparatus according to a first aspect of the present invention is a member constituting an outer surface of a vehicle (for example, the
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、先ず、検出手段の検出結果に対し、必要に応じて時間に関する一次積分または一次微分の処理が実行され、部材の曲率に係る状態量と、部材の曲率の時間変化(つまり、曲率の時間に関する1階微分値)に係る状態量とが検出される。そして、衝突状態量検知手段は、部材の曲率に係る状態量に基づき部材の変形時に作用する曲げ歪みのエネルギーを算出し、さらに、この曲げ歪みのエネルギーに基づき車両と物体との間で作用した荷重に係る荷重状態量を算出する。また、衝突状態量検知手段は、部材の曲率に係る状態量と、部材の曲率の時間変化に係る状態量とに基づき、曲げ歪みのエネルギーの時間変化を算出し、さらに、この曲げ歪みのエネルギーの時間変化(つまり、エネルギーの時間に関する1階微分値)と荷重状態量とに基づき車両と物体との相対速度に係る速度状態量を検知する。さらに、衝突状態量検知手段は、部材の曲率に係る状態量に基づき部材の変形に伴って発生する部材のたわみを算出し、さらに、このたわみの位置分布に基づき物体の大きさに係る大きさ状態量を算出する。さらに、衝突状態量検知手段は、部材の曲率に係る状態量および部材の曲率の時間変化に係る状態量を複数の周波数帯域に応じて分類し、各周波数帯域毎に曲げ歪みのエネルギーの時間変化を算出し、さらに、各周波数帯域毎の曲げ歪みのエネルギーの時間変化に基づき、車両と物体との間で作用した物体の単位大きさあたりの荷重に係る荷重状態量(例えば、物体の硬さ等)を検知する。衝突状態判定手段は、衝突状態量検知手段により検知された速度状態量および大きさ状態量および荷重状態量に応じて、例えば、速度状態量と、大きさ状態量と、荷重状態量と、衝突の激しさを示す状態量である曲げ歪みのエネルギーの時間変化に係る速度状態量および大きさ状態量および荷重状態量の積とからなる4つのパラメータにより衝突状態を判定する。
これにより、例えば軽量物との高速衝突や重量物との低速衝突等のように、曲げ歪みのエネルギー、さらに、曲げ歪みのエネルギーの時間変化が歩行者との衝突(つまり、歩行者保護装置の作動が必要となる衝突)に対する値と同等の値となる複数の衝突状態を容易かつ詳細に判別することができる。
According to the vehicle collision determination device having the above-described configuration, first, time-dependent primary integration or first-order differentiation processing is performed on the detection result of the detection unit as necessary, and the state quantity related to the curvature of the member and the member A state quantity related to a change in curvature with time (that is, a first-order differential value with respect to time of curvature) is detected. Then, the collision state quantity detection means calculates the energy of bending strain acting when the member is deformed based on the state quantity relating to the curvature of the member, and further acts between the vehicle and the object based on the energy of the bending strain. A load state quantity related to the load is calculated. Further, the collision state quantity detecting means calculates a time change of the bending strain energy based on the state quantity related to the curvature of the member and the state quantity related to the time change of the curvature of the member, and further, the energy of the bending strain is calculated. The speed state quantity related to the relative speed between the vehicle and the object is detected based on the time change (that is, the first-order differential value related to the time of energy) and the load state quantity. Further, the collision state quantity detection means calculates the deflection of the member that occurs with the deformation of the member based on the state quantity relating to the curvature of the member, and further, the magnitude related to the size of the object based on the position distribution of the deflection. The state quantity is calculated. Further, the collision state quantity detecting means classifies the state quantity relating to the curvature of the member and the state quantity relating to the time change of the curvature of the member according to a plurality of frequency bands, and the time change of the bending strain energy for each frequency band. Further, based on the time change of the energy of bending strain for each frequency band, the load state quantity related to the load per unit size of the object acting between the vehicle and the object (for example, the hardness of the object) Etc.). The collision state determination means is, for example, a speed state quantity, a magnitude state quantity, a load state quantity, and a collision according to the speed state quantity, the magnitude state quantity, and the load state quantity detected by the collision state quantity detection means. The collision state is determined by four parameters including the product of the speed state quantity, the magnitude state quantity, and the load state quantity according to the time change of the bending strain energy, which is a state quantity indicating the intensity of the load.
As a result, for example, the bending strain energy and the time variation of the bending strain energy are collided with the pedestrian (that is, the pedestrian protection device of the pedestrian protection device). It is possible to easily and in detail determine a plurality of collision states that are equivalent to the value for a collision that requires operation.
さらに、請求項2に記載の本発明の車両用衝突判定装置は、前記衝突状態量検知手段により検知された前記速度状態量および前記大きさ状態量および前記荷重状態量に応じて前記物体の種別を検知する物体検知手段(例えば、実施の形態での物体判定部45)を備えることを特徴としている。
Furthermore, the vehicle collision determination device according to the second aspect of the present invention is the vehicle type according to the speed state quantity, the magnitude state quantity, and the load state quantity detected by the collision state quantity detection unit. It is characterized by comprising an object detection means (for example, the
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、車両と物体との相対速度に係る速度状態量と、物体の大きさに係る大きさ状態量と、車両と物体との間で作用した物体の単位大きさあたりの荷重に係る荷重状態量(例えば、物体の硬さ等)とに基づき、物体の種別、特に適宜の速度状態量に対して曲げ歪みのエネルギーの時間変化が同等の値となる物体の種別、例えば歩行者に対する値と同等の値を有するごみ箱や大型犬やガードレールの端部やポール等の物体の種別を容易かつ精度良く判別することができる。 According to the vehicle collision determination device having the above configuration, the speed state quantity related to the relative speed between the vehicle and the object, the size state quantity related to the size of the object, and the unit of the object acting between the vehicle and the object Based on the load state quantity related to the load per size (for example, the hardness of the object), the object whose bending strain energy changes with time for the type of the object, especially the appropriate speed state quantity. Types, for example, types of objects such as trash bins, large dogs, guardrail ends, poles, and the like having values equivalent to those for pedestrians can be determined easily and accurately.
さらに、請求項3に記載の本発明の車両用衝突判定装置は、前記物体検知手段により検知された前記物体の種別に応じて前記物体を保護する保護装置(例えば、実施の形態での歩行者保護装置14)の駆動を制御する駆動制御手段(例えば、実施の形態での駆動指令出力部47)を備えることを特徴としている。
Furthermore, the vehicle collision determination device according to the third aspect of the present invention is a protection device that protects the object according to the type of the object detected by the object detection means (for example, a pedestrian in the embodiment). A drive control means (for example, a drive
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、物体の種別の検知結果に応じて保護装置の作動の有無や作動状態を適切に制御することができる。 According to the vehicle collision determination device having the above-described configuration, it is possible to appropriately control the presence / absence and operation state of the protection device according to the detection result of the object type.
以上説明したように、本発明の車両用衝突判定装置によれば、例えば軽量物との高速衝突や重量物との低速衝突等のように、曲げ歪みのエネルギーが同等の値となる複数の衝突状態を容易かつ詳細に判別することができる。
さらに、請求項2に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、物体の種別、特に適宜の速度状態量に対して曲げ歪みのエネルギーの時間変化が同等の値となる物体の種別、例えば歩行者に対する値と同等の値を有するごみ箱や大型犬やガードレールの端部やポール等の物体の種別を容易かつ精度良く判別することができる。
さらに、請求項3に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、物体の種別の検知結果に応じて保護装置の作動の有無や作動状態を適切に制御することができる。
As described above, according to the vehicle collision determination apparatus of the present invention, a plurality of collisions in which the energy of bending strain becomes an equivalent value, such as a high-speed collision with a light object and a low-speed collision with a heavy object, for example. The state can be determined easily and in detail.
Furthermore, according to the vehicle collision determination apparatus of the present invention described in
Furthermore, according to the vehicle collision determination device of the third aspect of the present invention, it is possible to appropriately control the presence / absence and operation state of the protection device according to the detection result of the type of the object.
以下、本発明の実施形態に係る車両用衝突判定装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両用衝突判定装置10は、例えば、車両1の外表面と物体との接触および衝突(以下、単に、衝突と呼ぶ)に起因して車両1の外表面に生じる変形に係る状態量を検出する変形センサ11と、変形センサ11から出力される検出信号に基づき各種の乗員保護装置12(例えば、車室内でエアバッグを展開させるエアバッグ装置12aやシートベルトを強制的に巻き取るシートベルト巻取装置12b等)および各種の歩行者保護装置14(例えば、ボンネットフードを強制的に浮上させるボンネットフード持上装置14aやボンネットフード上でエアバッグを展開させるエアバッグ装置等)の作動を制御する電子制御ユニット(ECU)15とを備えて構成されている。
なお、電子制御ユニット15は、変形センサ11から出力される検出信号に加えて、電子制御ユニット15の内部に備えられた加速度センサ(図示略)から出力される検出信号と、例えば車両1の前方側の右側部および左側部と後方側の右側部および左側部に配置された各1対の加速度センサからなるサテライトセンサ(図示略)から出力される各検出信号とに基づき、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動を制御可能である。
Hereinafter, a vehicle collision determination apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The vehicle
In addition to the detection signal output from the
変形センサ11は、車両1の外表面近傍(例えば、図1に示すように車両1の前部ではフロントバンパフェース2の内面上)に配置され、例えば図2および図3に示すように、所定の信号配線21および接地配線22からなる配線パターンが基板本体23a上に形成されたフレキシブル基板23と、複数の圧電素子24,…,24と、1対の絶縁性保護フィルム25,25とを備えて構成され、複数の圧電素子24,…,24が装着されたフレキシブル基板23は厚さ方向の両側から挟み込まれるようにして1対の絶縁性保護フィルム25,25により被覆されている。
The
例えば図2に示すように、略長方形板状の基板本体23aは、長手方向の寸法がフロントバンパフェース2の略車幅方向に沿った適宜の寸法となるように形成され、この基板本体23aの表面上には、短手方向の一方の端部において長手方向に沿って延びる互いに独立した複数の信号配線直線部21b1,…,21bn,…,21bN(n=1,…,N;Nは任意の自然数)と、基板本体23aの長手方向に沿った適宜の複数の位置で各信号配線直線部21bnの一方の端部に形成された各信号配線接続部21anと、短手方向の他方の端部において長手方向に沿って延びる単一の接地配線直線部22bと、この接地配線直線部22bの長手方向に沿った適宜の複数の位置に形成された複数の接地配線接続部22a,…,22aとが配線パターンとして形成されている。
For example, as shown in FIG. 2, the substantially rectangular plate-
圧電素子24は、分極処理したフッ化ビニリデン系樹脂等のポリマー圧電体からなる略長方形膜状の圧電フィルム31と、この圧電フィルム31を厚さ方向の両側から挟み込むようにして配置され、圧電フィルム31に生じる電荷を電圧として検出する一対の信号電極32および接地電極33とを備えて構成されている。なお、各電極32,33は、例えば導電性の薄板あるいは金属ペーストや蒸着金属等により形成されている。
この圧電フィルム31には、例えば図3に示すように、厚さ方向に貫通する貫通孔31aが形成され、この貫通孔31aの一方の開口部は信号電極32に臨むように、かつ、他方の開口部は接地電極33と干渉しないように設定されている。そして、信号電極32に接続された信号端子32aが圧電フィルム31の貫通孔31a内に装着され、この信号端子32aの端部が圧電フィルム31の他方の表面上で露出するように設定されている。これにより、圧電フィルム31の他方の表面上には、接地電極33と信号端子32aとが、例えば長手方向に沿って、離間して配置され、圧電素子24がフレキシブル基板23に装着された状態では、信号端子32aが信号配線接続部21anに当接し、接地電極33が接地配線接続部22aに当接するようになっている。
The
For example, as shown in FIG. 3, the
フレキシブル基板23の端部には、各信号配線直線部21bnの他方の端部に接続された各外部信号配線と接地配線直線部22bの端部に接続された外部接地配線とを樹脂によりモールド加工して一体化した外部配線34が形成され、この外部配線34は電子制御ユニット(ECU)15に接続されている。
そして、例えばフロントバンパフェース2に物体が衝突してフロントバンパフェース2が変形すると、変形センサ11の圧電フィルム31はフロントバンパフェース2と一体に変形する。ここで、圧電フィルム31の圧電定数(所定値)に対し、
圧電定数=発生する電荷Q/応力σであり、
各電極32,33間に生じる電圧V=発生する電荷Q/静電容量Cであり、
変形センサ11は、応力σが、圧電フィルム31の歪みεに応じて発生し、さらに、圧電フィルム31の歪みεが、圧電フィルム31の曲率ρに応じて発生するよう構成されている。
これらにより、各電極32,33間に生じる電圧Vから、変形した圧電フィルム31の曲率ρを検知することができる。
さらに、変形センサ11によって、例えば図4に示すように、各電極32,33間に生じる電圧Vの時間微分値(dV/dt)を出力する微分回路35が構成され、この微分回路35の出力電圧VOUTが電子制御ユニット(ECU)15に入力されている。つまり、この微分回路35の出力電圧VOUTは、各電極32,33間に生じる電圧Vの時間微分値(dV/dt)により構成されることから、この出力電圧VOUTから曲率ρの時間変化dρ(n)/dtが検知される。
At the end of the
For example, when an object collides with the
Piezoelectric constant = generated charge Q / stress σ,
The voltage V generated between the
The
Accordingly, the curvature ρ of the deformed
Further, for example, as shown in FIG. 4, the
なお、微分回路35は、例えば図4に示すように、第1〜第3抵抗35a〜35cと、出力インピーダンス変換用の第1オペアンプ35dと、出力調整用の第2オペアンプ35eとを備えて構成されている。
そして、第1抵抗35a(抵抗値R)の一方の端子は、圧電素子24の等価回路(圧電素子等価回路)36および第1オペアンプ35dの反転入力端子に接続され、他方の端子は、第1オペアンプ35dの非反転入力端子に接続されると共に接地されている。
そして、第1オペアンプ35dの出力端子は、第2抵抗35bを介して第2オペアンプ35eの反転入力端子に接続されると共に、第1オペアンプ35dの反転入力端子に接続されている。
そして、第2オペアンプ35eの非反転入力端子は接地され、第2オペアンプ35eの出力端子は、第3抵抗35cを介して第2オペアンプ35eの反転入力端子に接続されると共に、微分回路35の出力端子に接続されている。
この微分回路35の微分特性としてのカットオフ周波数fcは、例えば、第1抵抗35a(抵抗値R)と、圧電素子等価回路36のコンデンサ36a(静電容量C)とにより、
fc=1/(2πRC)となり、第1抵抗35aの抵抗値Rに応じて可変となる。これにより、車両の衝突事象に対して適切となる抵抗値、例えば所定周波数領域(例えば、十〜数千Hz等)で利得(例えば、図5に示すゲイン=(周波数fでの出力Vf=f)/(無限に高い周波数での出力Vf=∞))が周波数fに対して比例傾向に変化する抵抗値(例えば、図5に示す抵抗値R3)が、第1抵抗35aの抵抗値Rとして設定される。
For example, as shown in FIG. 4, the differentiating
One terminal of the
The output terminal of the first
The non-inverting input terminal of the second
The cut-off frequency fc as the differential characteristic of the differentiating
fc = 1 / (2πRC), which is variable according to the resistance value R of the
車両略央部(例えば、中空筒状に形成された車両1のセンターコンソールの内部等)に配置された電子制御ユニット(ECU)15は、例えば図6に示すように、車両1と物体との衝突の発生時に車両1の外表面、例えばフロントバンパフェース2に生じる曲げ歪みのエネルギーの時間変化に係る状態量を算出するエネルギー状態量算出部41と、車両1に衝突した物体の単位大きさあたりの衝突荷重に係る状態量として車両1に衝突した物体の硬さに係る状態量を算出する硬さ状態量算出部42と、硬さ判定部43と、大きさ判定部44と、物体判定部45と、デバイス駆動判定部46と、駆動指令出力部47と、時間積分器48とを備えて構成されている。
An electronic control unit (ECU) 15 disposed in a substantially central portion of the vehicle (for example, the inside of the center console of the
そして、エネルギー状態量算出部41は、例えば歪みエネルギー算出部51と、歪みエネルギー時間変化算出部52と、たわみ角度算出部53と、たわみ算出部54と、たわみ総和算出部55と、等価荷重算出部56と、等価相対速度算出部57とを備えて構成されている。
The energy state
歪みエネルギー算出部51は、例えば車両1に衝突した物体の衝突直前での全運動エネルギーがフロントバンパフェース2の変形に要するエネルギー、つまり曲げ歪みのエネルギー(以下、単に、歪みエネルギーと呼ぶ)に転換したと設定し、歪みエネルギーEDを算出し、等価荷重算出部56に出力する。
ここで、各圧電素子24,…,24の曲げモーメントΔM(n);(n=1,…,N)は、縦弾性係数Eと、断面2次モーメントIと、各圧電素子24,…,24の幅dsと、各圧電素子24,…,24毎の変形角度dθ(n)とにより、
ΔM(n)=E×I×(dθ(n)/ds)となる。
これにより、各圧電素子24,…,24の歪みエネルギーΔED(n)は、
ΔED(n)=ΔM(n)×dθ(n)
=E×I×(dθ(n)/ds)×(dθ(n)/ds)×dsとなる。さらに、
(dθ(n)/ds)=ρ(n)であるから、
ΔED(n)=E×I×ρ(n)2×dsとなる。
これにより、フロントバンパフェース2の歪みエネルギーEDは、下記数式(1)に示すように記述される。
このため、歪みエネルギー算出部51には、時間積分器48から出力される各圧電素子24,…,24の曲率ρ(n)、つまり変形センサ11から出力される時間変化dρ(n)/dtが時間に関して一次積分されて得られる算出値が入力されている。
The strain
Here, the bending moments ΔM (n); (n = 1,..., N) of the
ΔM (n) = E × I × (dθ (n) / ds).
Thereby, the strain energy ΔED (n) of each
ΔED (n) = ΔM (n) × dθ (n)
= E * I * (d [theta] (n) / ds) * (d [theta] (n) / ds) * ds. further,
Since (dθ (n) / ds) = ρ (n),
ΔED (n) = E × I × ρ (n) 2 × ds.
Thereby, the distortion energy ED of the
Therefore, the strain
歪みエネルギー時間変化算出部52は、時間積分器48から出力される各圧電素子24,…,24の曲率ρ(n)および変形センサ11から出力される時間変化dρ(n)/dtに基づき、下記数式(2)に示すように、歪みエネルギーEDの時間変化(dED/dt)を算出し、等価相対速度算出部57および硬さ状態量算出部42に出力する。
The strain energy time
たわみ角度算出部53は、例えば図7および図8に示すように、隣り合う各圧電素子24,24間の素子間距離dLと、時間積分器48から出力される各圧電素子24,…,24の曲率ρ(n)とに基づき、下記数式(3)に示すように、各圧電素子24,…,24のたわみ角度θ(n)を算出し、たわみ算出部54に出力する。
For example, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the deflection
たわみ算出部54は、たわみ角度算出部53から出力される各圧電素子24,…,24のたわみ角度θ(n)と、隣り合う各圧電素子24,24間の素子間距離dLとに基づき、下記数式(4)に示すように、各圧電素子24,…,24のたわみw(n)を算出し、たわみ総和算出部55および大きさ判定部44に出力する。
The
たわみ総和算出部55は、たわみ算出部54から出力される各圧電素子24,…,24のたわみw(n)に基づき、下記数式(5)に示すように、各圧電素子24,…,24のたわみ総和wsumを算出し、等価荷重算出部56に出力する。
Based on the deflection w (n) of each
等価荷重算出部56は、たわみ総和算出部55から出力されるたわみ総和wsumと、歪みエネルギー算出部51から出力される歪みエネルギーEDとに基づき、下記数式(6)に示すように、衝突発生時にフロントバンパフェース2に作用した荷重(衝突荷重)に係る状態量として等価荷重fを算出し、等価相対速度算出部57に出力する。
Based on the total deflection w sum output from the total
等価相対速度算出部57は、等価荷重算出部56から出力される等価荷重fと、歪みエネルギー時間変化算出部52から出力される歪みエネルギーEDの時間変化(dED/dt)とに基づき、下記数式(7)に示すように、衝突発生時の車両1と物体との相対速度に係る状態量として等価相対速度νを算出し、デバイス駆動判定部46に出力する。
The equivalent relative
また、硬さ状態量算出部42は、例えば低域通過フィルタ61と、中域通過フィルタ62と、高域通過フィルタ63と、各歪みエネルギー時間変化算出部64,65,66と、各規準化部67,68,69とを備えて構成され、車両1に衝突した物体の硬さPに係る状態量として、曲率ρ(n)および時間変化dρ(n)/dtの所定周波数成分毎による歪みエネルギーの時間変化を算出する。
Further, the hardness state
各フィルタ61,62,63には、時間積分器48から出力される各圧電素子24,…,24の曲率ρ(n)および変形センサ11から出力される時間変化dρ(n)/dtの各信号が入力されており、各フィルタ61,62,63の曲率ρ(n)および時間変化dρ(n)/dtに対するフィルタ作用の周波数特性は、例えば図9に示すような周波数特性に設定されている。すなわち、低域通過フィルタ61では所定の第1周波数fc1以上の周波数成分の利得が、周波数の増大に伴い低下傾向に変化するように設定され、中域通過フィルタ62では所定の第1周波数fc1以下の周波数成分の利得が、周波数の低下に伴い低下傾向に変化するように、かつ、所定の第2周波数fc2(>fc1)以上の周波数成分の利得が、周波数の増大に伴い低下傾向に変化するように設定され、高域通過フィルタ63では所定の第2周波数fc2以下の周波数成分の利得が、周波数の低下に伴い低下傾向に変化するように設定されている。
The
各歪みエネルギー時間変化算出部64,65,66は、各フィルタ61,62,63から出力される所定周波数成分の各曲率ρ(n)L,ρ(n)M,ρ(n)Hおよび各時間変化dρ(n)L/dt,dρ(n)M/dt、dρ(n)H/dtに基づき、下記数式(8)に示すように、各歪みエネルギーの時間変化(dEDL/dt),(dEDM/dt),(dEDH/dt)を算出し、各規準化部67,68,69に出力する。
Each distortion energy time
各規準化部67,68,69は、下記数式(9)に示すように、各歪みエネルギーの時間変化(dEDL/dt),(dEDM/dt),(dEDH/dt)を歪みエネルギー時間変化算出部52により算出された歪みエネルギーEDの時間変化(dED/dt)で除算して得た値を、各判定値PL,PM,PHとして設定し、硬さ判定部43に出力する。
As shown in the following formula (9), the
硬さ判定部43は、各規準化部67,68,69から出力される各判定値PL,PM,PH毎に対し、例えば各判定値PL,PM,PHが所定の判定閾値Pthよりも大きいか否かを判定し、判定結果が「YES」の場合にはフラグ値「1」を設定し、判定結果が「NO」の場合にはフラグ値「0」を設定する。そして、例えば下記表1に示すように、各判定値PL,PM,PHのフラグ値の組み合わせに応じて、所定の物体の硬さP(例えば樹脂や生物等に対応する物体の硬さP1、または、例えばハニカム構造物や板金構造物等に対応する物体の硬さP2、または、例えばコンクリートや鋼等に対応する物体の硬さP3)を設定し、物体判定部45に出力する。
大きさ判定部44は、たわみ算出部54から出力される各圧電素子24,…,24のたわみw(n)の時系列データに基づき、先ず、例えば図10に示すように、所定閾値wthよりも大きな値のたわみw(n)の時系列データを抽出する。
そして、大きさ判定部44は、抽出したたわみw(n)の時系列データに基づき、例えば下記数式(10)に示すように記述される物体の大きさSaにより、衝突発生以後の所定時刻t1から所定時間幅Δt経過後の時刻(t1+Δt)に亘る時間区間(t1〜(t1+Δt))における適宜の時刻毎の物体の大きさSaを算出する。そして、例えば図11に示すように、時間区間(t1〜(t1+Δt))における物体の大きさSaの時系列データSa(t1),…,Sa(t1+Δt)から、この時間区間(t1〜(t1+Δt))での平均値を算出し、この区間平均値の値を物体の大きさSとして設定し、物体判定部45に出力する。
Then, the
物体判定部45は、硬さ判定部43から出力される物体の硬さPと、大きさ判定部44から出力される物体の大きさSとに基づき、車両1に衝突した物体の種別および衝突形態を検知し、この検知結果をデバイス駆動判定部46に出力する。
例えば図12に示すように、物体判定部45は、物体の大きさSと物体の硬さPとの相関関係を示すPSマップ(例えば、物体の硬さPを横軸、物体の大きさSを縦軸とする直交座標)上において、変形センサ11に作用する物体の荷重の大きさを指定する複数の領域、例えば第1〜第4領域α,β,γ,δを区分する境界値である各閾値TH1,TH2,TH3(例えば、TH1≦TH2≦TH3)を設定する。
各閾値TH1,TH2,TH3は、変形センサ11に作用する物体の荷重の大きさに係る閾値であって、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)に対する閾値となる。
The
For example, as shown in FIG. 12, the
Each of the threshold values TH 1 , TH 2 , TH 3 is a threshold value related to the magnitude of the load of the object acting on the
さらに、物体判定部45は、PSマップ上において、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要とされる物体を排除するための各閾値、つまり物体の硬さPに対する所定の硬さ閾値THPと、物体の大きさSに対する所定の大きさ閾値THSとを設定する。
また、物体判定部45は、物体の硬さPに対して複数の所定値、例えば所定の硬さP1(例えば、樹脂、生物等の硬さに相当),P2(例えば、ハニカム構造物、板金構造物等の硬さに相当),P3(コンクリート、鋼等の硬さに相当)を設定すると共に、物体の大きさSに対して複数の所定値、例えば所定の大きさS1(例えば、歩行者、ガードレール端部、ポール等の大きさに相当),S2(例えば、大型犬等の大きさに相当),S3(例えば、大型ごみ箱等の大きさに相当)を設定する。そして、PSマップ上において、各所定値つまり各所定硬さP1,P2,P3と各所定大きさS1,S2,S3との組み合わせにより指定される各領域A1〜A5,B1〜B3,C1に対し、所定の物体種別あるいは物体との衝突形態を対応させる。
Further, the
Further, the
例えば、所定の硬さP1および大きさS3の組み合わせによる領域A1には大型ごみ箱等の物体種別が対応し、所定の硬さP1および大きさS2の組み合わせによる領域A2には大型犬等の物体種別が対応し、所定の硬さP1および大きさS1の組み合わせによる領域A3には歩行者等の物体種別が対応し、所定の硬さP2および大きさS1の組み合わせによる領域A4にはガードレール端部等の物体種別が対応し、所定の硬さP3および大きさS1の組み合わせによる領域A5にはポール等の物体種別が対応するように設定される。また、所定の硬さP2および大きさS3の組み合わせによる領域B1には他の車両の側面への衝突等の衝突形態が対応し、所定の硬さP2および大きさS2の組み合わせによる領域B2には他の車両とのオフセット衝突等の衝突形態が対応し、所定の硬さP3および大きさS2の組み合わせによる領域B3には他の車両への斜め衝突等の衝突形態が対応し、所定の硬さP3および大きさS3の組み合わせによる領域C1には他の車両との正面衝突等の衝突形態が対応するように設定される。 For example, an object type such as a large trash can corresponds to an area A1 based on a combination of a predetermined hardness P1 and a size S3, and an object type such as a large dog corresponds to an area A2 based on a combination of the predetermined hardness P1 and the size S2. Corresponds to the region A3 based on the combination of the predetermined hardness P1 and the size S1, and the object type such as a pedestrian corresponds to the region A3 based on the combination of the predetermined hardness P2 and the size S1. The object type such as a pole is set to correspond to the area A5 based on the combination of the predetermined hardness P3 and the size S1. Further, a collision mode such as a collision with a side surface of another vehicle corresponds to the area B1 based on the combination of the predetermined hardness P2 and the size S3, and the area B2 based on the combination of the predetermined hardness P2 and the size S2 corresponds to the area B1. A collision mode such as an offset collision with another vehicle corresponds, and a collision mode such as an oblique collision with another vehicle corresponds to the region B3 by a combination of the predetermined hardness P3 and the size S2, and a predetermined hardness. A region C1 based on the combination of P3 and size S3 is set so as to correspond to a collision mode such as a frontal collision with another vehicle.
そして、物体判定部45は、等価相対速度算出部57から出力される等価相対速度νに応じたPSマップ上において、先ず、硬さ判定部43から出力される物体の硬さPが所定の硬さ閾値THPよりも大きく、かつ、大きさ判定部44から出力される物体の大きさSが所定の大きさ閾値THSよりも大きいか否かを判定する。そして、この判定結果が「NO」の場合には、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要な物体との衝突であると判定し、この判定結果を駆動指令出力部47に出力する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、例えば、各種の乗員保護装置12の作動判定として、硬さ判定部43から出力される物体の硬さPと大きさ判定部44から出力される物体の大きさSとの積(P×S)が各閾値TH1,TH2,TH3よりも大きいか否かを判定すると共に、各種の歩行者保護装置14の作動判定として、硬さ判定部43から出力される物体の硬さPと大きさ判定部44から出力される物体の大きさSとの組み合わせが各領域A1〜A5,B1〜B3,C1内に存在するか否かを判定する。
Then, on the PS map corresponding to the equivalent relative speed ν output from the equivalent relative
On the other hand, when the determination result is “YES”, for example, as the operation determination of various
例えば、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が第1閾値TH1未満である場合、つまりPSマップ上において硬さ判定部43から出力される物体の硬さPおよび大きさ判定部44から出力される物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが、第1閾値TH1を第1領域αから第2領域βに向かい横切らない場合には、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要である程度の穏やかな衝突であると判定される。
For example, if the product of the size S of the hardness P and the object of the object (P × S) is first smaller than the threshold TH 1, i.e. the hardness of the object to be output from the
また、例えば物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が第1閾値TH1以上かつ第2閾値TH2未満である場合、つまりPSマップ上において硬さ判定部43から出力される物体の硬さPおよび大きさ判定部44から出力される物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが、第1閾値TH1を第1領域αから第2領域βに向かい横切り、かつ、第2閾値TH2を第2領域βから第3領域γに向かい横切らない場合には、例えば歩行者やガードレール端部等との相対的に軽度の衝突であると判定される。
さらに、物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが所定の各領域A1〜A5内に存在する場合、つまりPSマップ上において硬さ判定部43から出力される物体の硬さPおよび大きさ判定部44から出力される物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが、各領域A1〜A5内に含まれる場合には、順次、大型ごみ箱等の物体種別,大型犬等の物体種別,歩行者等の物体種別、ガードレール端部等の物体種別、ポール等の物体種別であると判定される。
For example, when the product (P × S) of the hardness P of the object and the size S of the object is not less than the first threshold TH 1 and less than the second threshold TH 2 , that is, on the PS map, the
Further, when the combination of the hardness P of the object and the size S of the object exists in each of the predetermined regions A1 to A5, that is, the hardness P and the size of the object output from the
また、例えば物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が第2閾値TH2以上かつ第3閾値TH3未満である場合、つまりPSマップ上において硬さ判定部43から出力される物体の硬さPおよび大きさ判定部44から出力される物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが、第2閾値TH2を第2領域βから第3領域γに向かい横切り、かつ、第3閾値TH3を第3領域γから第4領域δに向かい横切らない場合には、例えば他の車両に対するオフセット衝突や側面衝突等の相対的に中程度の衝突であると判定される。
さらに、物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが所定の各領域B1〜B3内に存在する場合、つまりPSマップ上において硬さ判定部43から出力される物体の硬さPおよび大きさ判定部44から出力される物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが、各領域B1〜B3内に含まれる場合には、順次、他の車両の側面への衝突等の衝突形態,他の車両とのオフセット衝突等の衝突形態、他の車両への斜め衝突等の衝突形態であると判定される。
Further, for example, when the product (P × S) of the hardness P of the object and the size S of the object is not less than the second threshold TH 2 and less than the third threshold TH 3 , that is, on the PS map, the
Further, when the combination of the hardness P of the object and the size S of the object is present in each of the predetermined regions B1 to B3, that is, the hardness P and the size of the object output from the
また、例えば物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が第3閾値TH3以上である場合、つまりPSマップ上において硬さ判定部43から出力される物体の硬さPおよび大きさ判定部44から出力される物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが、第3閾値TH3を第3領域γから第4領域δに向かい横切る場合には、例えば他の車両との正面衝突等の相対的に重度の衝突であると判定される。
さらに、物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが所定の領域C1内に存在する場合、つまりPSマップ上において硬さ判定部43から出力される物体の硬さPおよび大きさ判定部44から出力される物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが、領域C1内に含まれる場合には、他の車両との正面衝突等の衝突形態であると判定される。
For example, when the product (P × S) of the hardness P of the object and the size S of the object is equal to or greater than the third threshold TH 3 , that is, the hardness of the object output from the
Furthermore, when the combination of the hardness P of the object and the size S of the object exists in the predetermined region C1, that is, the hardness P and the size determination unit of the object output from the
デバイス駆動判定部46は、等価相対速度算出部57から出力される等価相対速度νに基づき、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が必要な衝突であるか否か、さらには、必要とされる作動形態(例えば、作動タイミング等)を判定する。
例えば図13に示すように、デバイス駆動判定部46は、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)と、等価相対速度νとの相関関係を示す(PS)νマップ(例えば、積(P×S)を横軸、等価相対速度νを縦軸とする直交座標)上において、衝突の激しさを指定する複数の領域、例えば第4〜第6領域ε,ζ,ηを区分する境界値である各閾値THa,THb(例えば、THa≦THb)を設定する。
各閾値THa,THbは、衝突の激しさを示す状態量である衝突エネルギーの時間に関する1階微分値(例えば、単位時間あたりの衝突エネルギーの増大量)に係る閾値であって、衝突エネルギーの時間に関する1階微分値は、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)と等価相対速度νとの積((P×S)×ν)に係る状態量となる。
さらに、デバイス駆動判定部46は、(PS)νマップ上において、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要とされる衝突事象を排除するための各閾値、つまり積(P×S)に対する所定の荷重閾値THPSと、等価相対速度νに対する所定の速度閾値THνとを設定する。
Based on the equivalent relative speed ν output from the equivalent relative
For example, as illustrated in FIG. 13, the device
Each of the threshold values TH a and TH b is a threshold value related to a first-order differential value (for example, an increase amount of the collision energy per unit time) with respect to the time of the collision energy which is a state quantity indicating the intensity of the collision, and the collision energy The first-order differential value with respect to the time is the state quantity related to the product (P × S) of the hardness P of the object and the size S of the object (P × S) and the equivalent relative velocity ν ((P × S) × ν). Become.
Further, the device
そして、デバイス駆動判定部46は、(PS)νマップ上において、先ず、物体判定部45から出力される物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が所定の荷重閾値THPSよりも大きく、かつ、等価相対速度算出部57から出力される等価相対速度νが所定の速度閾値THνよりも大きいか否かを判定する。そして、この判定結果が「NO」の場合には、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要な衝突事象であると判定し、この判定結果を駆動指令出力部47に出力する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、例えば、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動判定として、物体判定部45から出力される物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)と、等価相対速度算出部57から出力される等価相対速度νとの積((P×S)×ν)が各閾値THa,THbよりも大きいか否かを判定する。
Then, on the (PS) ν map, the device
On the other hand, when the determination result is “YES”, for example, as the operation determination of various
例えば、積(P×S)と等価相対速度νとの積((P×S)×ν)が第4閾値THa未満である場合、つまり(PS)νマップ上において物体判定部45から出力される積(P×S)および等価相対速度算出部57から出力される等価相対速度νの時間変化を示す履歴ラインが、第4閾値THaを第5領域εから第6領域域ζに向かい横切らない場合には、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要である程度の穏やかな衝突であると判定され、この判定結果が駆動指令出力部47に出力される。
For example, if the product ((P × S) × ν) of the product (P × S) and the equivalent relative velocity ν is less than the fourth threshold TH a , that is, output from the
また、例えば積(P×S)と等価相対速度νとの積((P×S)×ν)が第4閾値THa以上かつ第5閾値THb未満である場合、つまり(PS)νマップ上において物体判定部45から出力される積(P×S)および等価相対速度算出部57から出力される等価相対速度νの時間変化を示す履歴ラインが、第4閾値THaを第5領域εから第6領域ζに向かい横切り、かつ、第5閾値THbを第6領域ζから第7領域ηに向かい横切らない場合には、例えば各種の歩行者保護装置14の作動が必要となる可能性がある衝突であると判定される。ここで、物体判定部45での判定結果において、PSマップ上での物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが所定の領域A2または領域A3内に存在し、物体の種別が大型犬等の物体種別または歩行者等の物体種別であると判定された場合には、各種の歩行者保護装置14の作動が必要となる衝突であると判定され、この判定結果が駆動指令出力部47に出力される。
Also, for example, when the product (P × S) and equivalent relative speed [nu and the product ((P × S) × ν ) is the fourth less than the threshold value TH a more and fifth threshold value TH b, i.e. (PS) [nu map The history line indicating the time change of the product (P × S) output from the
また、例えば積(P×S)と等価相対速度νとの積((P×S)×ν)が第5閾値THb以上である場合、つまり(PS)νマップ上において物体判定部45から出力される積(P×S)および等価相対速度算出部57から出力される等価相対速度νの時間変化を示す履歴ラインが、第5閾値THbを第6領域ζから第7領域ηに向かい横切る場合には、例えば各種の乗員保護装置12の作動が必要となる可能性がある衝突であると判定される。ここで、物体判定部45での判定結果において、物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが所定の各領域A1〜領域C1内に存在し、物体の種別または衝突形態が所定の物体種別または所定の衝突形態であると判定された場合には、各種の乗員保護装置12の作動が必要となる衝突であると判定され、この判定結果が駆動指令出力部47に出力される。
For example, when the product ((P × S) × ν) of the product (P × S) and the equivalent relative velocity ν is equal to or greater than the fifth threshold TH b , that is, from the
駆動指令出力部47は、デバイス駆動判定部46から出力される判定結果に基づき、各種の乗員保護装置12または歩行者保護装置14の作動状態を指示する制御信号を乗員保護装置12または歩行者保護装置14へ出力する。
Based on the determination result output from the device
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、PSマップ上の各閾値各閾値TH1,TH2,TH3,THP,THSにより物体種別あるいは衝突形態を判定し、さらに、(PS)νマップ上の各閾値THa,THb,THPS,THνにより、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が必要な衝突であるか否かを判定する処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、図14に示すステップS01においては、変形センサ11の出力に基づき、等価相対速度νおよび物体の硬さPおよび物体の大きさSを算出する。
そして、ステップS02においては、物体の硬さPが所定の硬さ閾値THP未満または物体の大きさSが所定の大きさ閾値THS未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS04に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS03に進む。
そして、ステップS03においては、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要な物体との衝突であると判定し、一連の処理を終了する。
The vehicle
First, in step S01 shown in FIG. 14, based on the output of the
Then, in step S02, the hardness P of the object determines whether a predetermined hardness threshold TH P less than or object size S is less than a predetermined magnitude threshold TH S.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 04 described later.
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S03.
In step S03, it is determined that the operation of various
また、ステップS04においては、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が第1閾値TH1以上か否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS06に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS05に進む。
そして、ステップS05においては、PSマップ上において物体の硬さPおよび物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが第1領域α内に含まれ、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要である程度の穏やかな衝突であると判定し、一連の処理を終了する。
In Step S04, the product of the size S of the hardness P and the object of the object (P × S) determines whether the first threshold value TH 1 or more.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 05.
Then, in step S05, a history line indicating temporal changes in the hardness P and the size S of the object on the PS map is included in the first region α, and various
また、ステップS06においては、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が第2閾値TH2以上か否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS08に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS07に進む。
そして、ステップS07においては、PSマップ上において物体の硬さPおよび物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが第2領域β内に到達し、例えば歩行者やガードレール端部等との相対的に軽度の衝突であると判定する。そして、物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが第2領域β内での所定の各領域A1〜A5のうち、何れの領域に対応するかを判定し、ステップS11に進む。
In Step S06, the product of the size S of the hardness P and the object of the object (P × S) determines whether the second threshold value TH 2 or more.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 08 described later.
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 07.
In step S07, a history line indicating temporal changes in the hardness P and the size S of the object on the PS map reaches the second region β, and is relative to, for example, a pedestrian or a guardrail end. It is determined that the collision is mild. Then, it is determined which of the predetermined areas A1 to A5 in the second area β the combination of the object hardness P and the object size S corresponds to, and the process proceeds to step S11.
また、ステップS08においては、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が第3閾値TH3以上か否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS10に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS09に進む。
そして、ステップS09においては、PSマップ上において物体の硬さPおよび物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが第3領域γ内に到達し、例えば他の車両に対するオフセット衝突や側面衝突等の相対的に中程度の衝突であると判定する。そして、物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが第3領域γ内での所定の各領域B1〜B3のうち、何れの領域に対応するかを判定し、ステップS11に進む。
また、ステップS10においては、物体の硬さPおよび物体の大きさSの時間変化を示す履歴ラインが第4領域δ内に到達し、例えば他の車両との正面衝突等の相対的に重度の衝突であると判定する。そして、物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが第4領域δ内での所定の領域C1に対応するか否かを判定し、ステップS11に進む。
In Step S08, the product of the size S of the hardness P and the object of the object (P × S) determines whether a third threshold value TH 3 or more.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 09.
In step S09, the history line indicating the time change of the hardness P and the size S of the object on the PS map reaches the third region γ, for example, an offset collision or a side collision with another vehicle. It is determined that the collision is relatively moderate. Then, it is determined which of the predetermined regions B1 to B3 in the third region γ the combination of the object hardness P and the object size S corresponds to, and the process proceeds to step S11.
In step S10, the history line indicating the time change of the hardness P of the object and the size S of the object reaches the fourth region δ, and is relatively severe, for example, a frontal collision with another vehicle. Judged as a collision. Then, it is determined whether or not the combination of the hardness P of the object and the size S of the object corresponds to the predetermined area C1 in the fourth area δ, and the process proceeds to step S11.
そして、ステップS11においては、等価相対速度νが所定の速度閾値THν未満または物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)が所定の荷重閾値THPS未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS03に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS12に進む。
In step S11, whether the equivalent relative speed ν is less than a predetermined speed threshold TH ν or the product (P × S) of the object hardness P and the object size S is less than a predetermined load threshold TH PS . Determine whether or not.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 03 described above.
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step
そして、ステップS12においては、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)と等価相対速度νとの積((P×S)×ν)が第4閾値THa以上か否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS14に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS13に進む。
そして、ステップS13においては、(PS)νマップ上において積(P×S)および等価相対速度νの時間変化を示す履歴ラインが第5領域ε内に含まれ、各種の乗員保護装置12および歩行者保護装置14の作動が不要である程度の穏やかな衝突であると判定し、一連の処理を終了する。
In step S12, the product (P × S) of the hardness P of the object and the size S of the object (P × S) and the equivalent relative velocity ν ((P × S) × ν) is equal to or greater than the fourth threshold TH a. It is determined whether or not.
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step
In step S13, the history line indicating the time change of the product (P × S) and the equivalent relative speed ν on the (PS) ν map is included in the fifth region ε, and various
また、ステップS14においては、物体の硬さPと物体の大きさSとの積(P×S)と等価相対速度νとの積((P×S)×ν)が第5閾値THb以上か否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合、つまり(PS)νマップ上において積(P×S)および等価相対速度νの時間変化を示す履歴ラインが第6領域ζ内に到達した場合には、後述するステップS16に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまり(PS)νマップ上において積(P×S)および等価相対速度νの時間変化を示す履歴ラインが第7領域η内に到達した場合には、ステップS15に進む。
そして、ステップS15においては、各種の乗員保護装置12の作動が必要となる衝突であると判定し、一連の処理を終了する。
In step S14, the product (P × S) of the hardness P of the object and the size S of the object (P × S) and the equivalent relative velocity ν ((P × S) × ν) is equal to or greater than the fifth threshold TH b. It is determined whether or not.
When this determination result is “NO”, that is, when the history line indicating the time change of the product (P × S) and the equivalent relative speed ν reaches the sixth region ζ on the (PS) ν map, it will be described later. The process proceeds to step S16.
On the other hand, when the determination result is “YES”, that is, when the history line indicating the time change of the product (P × S) and the equivalent relative speed ν has reached the seventh region η on the (PS) ν map. The process proceeds to step S15.
In step S15, it is determined that the collision requires operation of various
そして、ステップS16においては、PSマップ上での物体の硬さPおよび物体の大きさSの組み合わせが所定の領域A2または領域A3内に存在し、物体種別が歩行者または大型犬等の生物であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS03に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS17に進む。
そして、ステップS17においては、各種の歩行者保護装置14の作動が必要となる衝突であると判定し、一連の処理を終了する。
In step S16, the combination of the hardness P and the size S of the object on the PS map exists in the predetermined area A2 or area A3, and the object type is a living object such as a pedestrian or a large dog. It is determined whether or not there is.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 03 described above.
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S17.
And in step S17, it determines with it being a collision which requires the action | operation of various
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、変形センサ11から出力される検出信号、つまり実際に発生した衝突の状態が直接的に反映されている曲率ρ(n);(n=1,…,N)の時間変化dρ(n)/dtの検出信号に基づき等価相対速度νと物体の大きさSと物体の硬さPとを検知することから、これらの検知結果に基づき衝突物体の種別および衝突形態を判別する際の信頼度を向上させることができる。
さらに、等価相対速度νと物体の大きさSと物体の硬さPとの相関関係を示すPSνマップ上において、先ず、変形センサ11に作用する物体の荷重に係る各閾値TH1,TH2,TH3と、硬さ閾値THPおよび大きさ閾値THSおよび速度閾値THνとにより、各種の乗員保護装置12の作動が必要な衝突であるか否か、さらには、必要とされる作動形態(例えば、作動タイミング等)を適切に判定することができる。そして、等価相対速度νに応じたPSマップ上において、物体種別あるいは物体との衝突形態を指定する各領域A1〜A5,B1〜B3,C1により、各種の歩行者保護装置14の作動が必要な衝突であるか否かを適切に判定することができる。特に、適宜の等価相対速度νに対して歪みエネルギーED、さらに、歪みエネルギーEDの時間変化(dED/dt)が同等の値となる物体の種別、例えば歩行者に対する値と同等の値を有するごみ箱や大型犬やガードレールの端部やポール等の物体の種別を容易かつ精度良く判別することができる。
As described above, according to the vehicle
Further, on the PSν map indicating the correlation between the equivalent relative speed ν, the object size S, and the object hardness P, first, the thresholds TH 1 , TH 2 , Whether TH 3 , the hardness threshold value TH P, the magnitude threshold value TH S, and the speed threshold value TH ν are collisions that require the operation of various
なお、上述した実施の形態においては、変形センサ11から出力される曲率ρ(n);(n=1,…,N)の時間変化dρ(n)/dtの検出信号を電子制御ユニット(ECU)15に入力するとしたが、これに限定されず、例えば変形センサ11の代わりに曲率ρ(n)の検出信号を出力するセンサ、例えば歪みゲージ等を備え、曲率ρ(n)の検出信号を電子制御ユニット(ECU)15に入力してもよい。この場合、電子制御ユニット(ECU)15は、時間積分器48の代わりに時間微分器を備え、歪みゲージから出力される曲率ρ(n)が時間微分器により時間に関して一次微分されて得られる算出値が、硬さ状態量算出部42および歪みエネルギー時間変化算出部52に入力される。
In the above-described embodiment, the detection signal of the time change dρ (n) / dt of the curvature ρ (n); (n = 1,..., N) output from the
なお、上述した実施の形態においては、衝突発生時にフロントバンパフェース2に作用する衝突荷重に対し、物体の単位大きさ当たりの衝突荷重に係る状態量として物体の硬さPを、曲率ρ(n)および時間変化dρ(n)/dtの所定周波数成分毎による歪みエネルギーの時間変化に基づき検知したが、これに限定されず、物体の単位大きさ当たりの衝突荷重に係る状態量として、衝突時に各圧電素子24,…,24毎に作用する外力φ(n)を、例えば下記数式(11)に示すように、フロントバンパフェース2の長手方向(つまり車幅方向)の距離xに関する曲率ρ(n)の2階微分値d2ρ(n)/dx2により算出してもよい。
In the above-described embodiment, the hardness P of the object as the state quantity related to the collision load per unit size of the object with respect to the collision load that acts on the
この場合、例えば下記数式(12)に示すように、各圧電素子24,…,24毎に作用する外力φ(n)の絶対値の総和、あるいは、例えば下記数式(13)に示すように、各圧電素子24,…,24毎に作用する外力φ(n)の絶対値の最大値を、物体の硬さPとして設定する。
In this case, for example, as shown in the following formula (12), the sum of absolute values of the external force φ (n) acting for each
なお、上述した実施の形態においては、PSマップ上の各閾値TH1,TH2,TH3,THP,THSを、等価相対速度νに依存しない値としたが、これに限定されず、各閾値TH1,TH2,TH3,THP,THSを、等価相対速度νに応じて変化する値としてもよい。この場合、物体判定部45は、等価相対速度算出部57から出力される等価相対速度νと、硬さ判定部43から出力される物体の硬さPと、大きさ判定部44から出力される物体の大きさSとに基づき、車両1に衝突した物体の種別および衝突形態を検知し、この検知結果を駆動指令出力部47に出力することになる。
In the above-described embodiment, the threshold values TH 1 , TH 2 , TH 3 , TH P , and TH S on the PS map are values that do not depend on the equivalent relative speed ν. Each threshold value TH 1 , TH 2 , TH 3 , TH P , TH S may be a value that changes according to the equivalent relative speed ν. In this case, the
なお、上述した実施の形態においては、変形センサ11をフロントバンパフェース2の内面上に配置して車両1の前部と物体との接触および衝突を検出するとしたが、これに限定されず、例えばリヤバンパフェースの内面上に配置して車両1の後部と物体との接触および衝突を検出したり、ドア外板の内面上に配置して車両1の側部と物体との接触および衝突を検出してもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、上述した実施の形態において、デバイス駆動判定部46は、(PS)νマップ上において積(P×S)および等価相対速度νの時間変化を示す履歴ラインが第7領域η内に到達した場合に、各種の乗員保護装置12の作動が必要となる衝突であると判定するとしたが、これに限定されず、変形センサ11から出力される検出信号に加えて、例えば図15に示す変形例のように、電子制御ユニット15の内部に備えられた加速度センサ71から出力される検出信号に基づき、各種の乗員保護装置12の作動が必要となる衝突であるか否かを判定してもよいし、さらに、サテライトセンサを構成する加速度センサ(図示略)から出力される検出信号に基づき、各種の乗員保護装置12の作動が必要となる衝突であるか否かを判定してもよい。
例えば図15に示す変形例では、図6に示す電子制御ユニット15に、さらに、加速度センサ71と、ΔVUNIT算出部72と、ΔVUNIT判定部73と備え、ΔVUNIT算出部72は、電子制御ユニット15の内部に具備された加速度センサ71から出力される加速度信号GUNITに対し、例えばローパスフィルタ等によってノイズ成分である高周波成分を加速度信号GUNITから除去し、例えば下記数式(14)に示すように、現在時刻tpに対する所定の時間幅Δtの時間区間{(tp−Δt)〜tp}毎に加速度信号GUNITを時間について一次積分して速度変化ΔVUNITを算出し、ΔVUNIT判定部73に出力する。
In the above-described embodiment, the device
For example, in the modification shown in FIG. 15, the
そして、ΔVUNIT判定部73は、例えば乗員保護装置12の作動許可を判定するための速度変化ΔVUNITに対する所定の速度閾値THUNITを設定し、ΔVUNIT算出部72から入力された速度変化ΔVUNITが所定の速度閾値THUNIT以上か否かを判定し、この判定結果を駆動指令出力部47へ出力する。
そして、駆動指令出力部47は、デバイス駆動判定部46の判定結果として、(PS)νマップ上において積(P×S)および等価相対速度νの時間変化を示す履歴ラインが第7領域η内に到達したことで各種の乗員保護装置12の作動が必要となる衝突であると判定され、かつ、ΔVUNIT判定部73の判定結果として、速度変化ΔVUNITが所定の速度閾値THUNIT以上となることで各種の乗員保護装置12の作動が必要となる衝突であると判定された場合に、各種の乗員保護装置12の作動を指示する制御信号を出力する。
Then, [Delta] V UNIT determination unit 73, for example, sets a predetermined speed threshold TH UNIT for the speed change [Delta] V UNIT for determining the operation permission of the
Then, as a result of determination by the device
2 フロントバンパフェース
10 車両用衝突判定装置
11 変形センサ(検出手段)
14 歩行者保護装置(保護装置)
41 エネルギー状態量算出部(衝突状態量検知手段)
42 硬さ状態量算出部(衝突状態量検知手段)
43 硬さ判定部(衝突状態量検知手段)
44 大きさ判定部(衝突状態量検知手段)
45 物体判定部(衝突状態判定手段、物体検知手段)
46 デバイス駆動判定部(衝突状態判定手段)
47 駆動指令出力部(駆動制御手段)
2
14 Pedestrian protection device (protection device)
41 Energy state quantity calculation unit (collision state quantity detection means)
42 Hardness state quantity calculation unit (collision state quantity detection means)
43 Hardness determination part (collision state quantity detection means)
44 Size determination unit (collision state amount detection means)
45 Object determination unit (collision state determination means, object detection means)
46 Device drive determination unit (collision state determination means)
47 Drive command output unit (drive control means)
Claims (3)
車両に物体が接触または衝突した際に、前記検出手段により検出された前記状態量に基づき、前記車両と前記物体との相対速度に係る速度状態量および前記物体の大きさに係る大きさ状態量および前記車両と前記物体との間で作用した前記物体の単位大きさあたりの荷重に係る荷重状態量を検知する衝突状態量検知手段と、
前記衝突状態量検知手段により検知された前記速度状態量および前記大きさ状態量および前記荷重状態量に応じて衝突状態を判定する衝突状態判定手段と
を備えることを特徴とする車両用衝突判定装置。 Detecting means for detecting a curvature of the member related to deformation of the member constituting the outer surface of the vehicle and a state quantity relating to at least one of the time variation of the curvature;
Based on the state quantity detected by the detection means when an object contacts or collides with the vehicle, a speed state quantity related to the relative speed between the vehicle and the object and a size state quantity related to the size of the object And a collision state quantity detecting means for detecting a load state quantity relating to a load per unit size of the object that has acted between the vehicle and the object,
A vehicle collision determination device comprising: a collision state determination unit that determines a collision state according to the speed state amount, the magnitude state amount, and the load state amount detected by the collision state amount detection unit. .
The vehicle collision determination device according to claim 2, further comprising a drive control unit that controls driving of a protection device that protects the object according to a type of the object detected by the object detection unit.
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