JP2006306160A - 車両用衝突検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】標高や天候などによって大気圧が変化した場合であっても、確実に車両の衝突を検知することができる車両用衝突検知システムを提供する。
【解決手段】車両用衝突検知システムは、車両の衝突により変形する内部にドア内空間１が形成される車両ドア５０と、ドア内空間１と車室内２との圧力差を検知する相対圧センサ１０と、相対圧センサ１０により検知された圧力差に基づいて車両の衝突の判定を行う衝突判定手段３５とを備える。さらには、ドア内空間１内またはドア内空間２外の絶対圧力を検知する絶対圧センサ２０を備え、衝突判定手段３５は、相対圧センサにより検知された圧力差と絶対圧センサ２０により検知された絶対圧力とに基づいて車両衝突の判定を行うようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両ドア内の空間の圧力を検知して、車両の衝突の判定を行う車両用衝突検知システムに関するものである。

エアバッグ等の乗員保護装置を起動するために、車両の衝突を検知する手段として、圧力センサを用いる方法がある（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載の手段によれば、車両ドア内に配置された密閉のエアタンクと、エアタンク内の圧力を検知する圧力センサとを備え、圧力センサにより検知されるエアタンクの圧力が所定閾値以上となったときに、車両が衝突したと判定して、エアバッグ等を起動することが記載されている。
特開平２−２４９７４０号公報

しかし、車両ドア内にエアタンクの設置スペースを確保する必要となる。そのため、車両ドア及びエアタンクの設計上の制約が大きくなる。さらに、エアタンクを設けることは、コストアップにつながる。そこで、エアタンクを設けることなく、車両ドア内の空間の圧力を圧力センサにより直接的に検知することで、車両の衝突を検知する方法が考えられる。つまり、車両ドア内の空間の圧力と所定閾値とを比較することで、車両の衝突の判定を行うというものである。

しかし、車両ドア内の空間の圧力は、例えば車両が位置する標高や天候などによって大気圧が変化することに伴い大きく変化する。そして、このように変化する車両ドア内の空間の圧力と所定閾値とを比較することで車両の衝突を判定するため、確実に車両の衝突を検知することができないおそれがある。この現象は、上述したエアタンクを用いた場合であっても同様である。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、標高や天候などによって大気圧が変化した場合であっても、確実に車両の衝突を検知することができる車両用衝突検知システムを提供することを目的とする。

本発明の車両用衝突検知システムは、車両に搭載され、該車両の衝突を検知する車両用衝突検知システムであって、内部に所定の空間が形成され、前記衝突により前記空間を変形させる車体部材と、前記空間内外の圧力差を検知する相対圧検知手段と、前記相対圧検知手段により検知された前記圧力差に基づいて前記衝突の判定を行う衝突判定手段とを備えることを特徴とする。

ここで、車両が衝突していない場合には、車体部材の内部の空間は変形しない。従って、車両が衝突していない場合には、当該空間内の絶対圧力は変化しない。また、車両が衝突していない場合、当該空間外の絶対圧力はもちろん変化しない。つまり、車両が衝突していない場合には、当該空間内外の圧力差は、ほぼ零か若しくは非常に小さい。このことは、大気圧が変化する場合であっても同様である。つまり、大気圧が変化したとしても、車両が衝突していない場合には、当該空間内外の圧力差は、ほぼ零か若しくは非常に小さくなる。

一方、車両が衝突した場合には、車体部材の内部の所定の空間が変形する。従って、車両が衝突した瞬間、当該空間内の圧力が急激に変化する。また、当該空間外の圧力は、車両の衝突によってはほとんど変化しない。つまり、当該空間内外の圧力差は大きくなる。

従って、車両が衝突していない状態における当該空間の圧力差に対して当該空間の圧力差が大きく変化した場合に、車両が衝突したと判定することで、確実に車両の衝突を検知することができる。例えば、当該空間の圧力差が所定の閾値を超えるか否かにより、車両の衝突の判定を確実に行うことができる。

また、本発明の車両用衝突検知システムは、前記空間内または前記空間外の絶対圧力を検知する絶対圧検知手段をさらに備え、前記衝突判定手段は、前記相対圧検知手段により検知された前記圧力差と前記絶対圧検知手段により検知された前記絶対圧力とに基づいて前記衝突の判定を行うようにするとよい。

ここで、大気圧が変化することにより、当該空間内の絶対圧力そのものが変化することは上述した通りであるが、さらに車両が衝突した場合における当該空間内の絶対圧力の変化率が変化することになる。例えば、大気圧が低下した場合には、当該空間内の絶対圧力そのものが低下すると共に、車両が衝突した場合における当該空間内の絶対圧力の変化率も低下する。

そして、大気圧が変化することにより当該空間内の絶対圧力そのものが変化することに対しては、上述したように当該空間内外の圧力差を用いることで、解決することができる。また、大気圧が変化することにより車両が衝突した場合における当該空間内の絶対圧力の変化率が変化することに対しては、大気圧に相当する当該空間内又は当該空間外の絶対圧力を考慮することで、解決することができる。

つまり、当該空間内外の圧力差に加えて、当該空間内又は当該空間外の絶対圧力を考慮して車両の衝突の判定を行うことで、大気圧により当該空間内の絶対圧力及び当該空間内の絶対圧力の変化率が変化した場合であっても、より高精度に車両の衝突を検知することができる。

ここで、当該空間内又は当該空間外の絶対圧力を考慮する手段として、２つの手段について以下に説明する。まず、当該空間内又は当該空間外の絶対圧力を考慮する第１の手段としては、前記衝突判定手段が、前記相対圧検知手段により検知された前記圧力差と所定の閾値とを比較して、前記衝突の判定を行う比較手段と、前記絶対圧検知手段により検知された前記絶対圧力に応じて前記閾値を変更設定する閾値設定手段とを有するようにする手段である。

つまり、第１の手段は、衝突判定手段が、絶対圧検知手段から信号を入力して、閾値を変更設定する処理を行うことで、絶対圧力を考慮している。具体的には、上記第１の手段における閾値設定手段により、当該空間内又は当該空間外の絶対圧力に応じて、衝突の判定基準である閾値を変更設定している。つまり、当該空間内外の圧力差の変化率の変化に応じて、閾値を変更設定していることになる。これにより、例えば当該空間内外の圧力差が変更設定された閾値を超えた場合に車両が衝突したと判定することで、大気圧が変化することにより当該空間内の絶対圧力の変化率が変化した場合であっても、確実に車両の衝突を検知することができる。

そして、第１の手段を用いる場合であって、特に絶対圧検知手段が当該空間内の絶対圧力を検知する場合には、以下のようにするとよい。すなわち、前記相対圧検知手段は、前記圧力差に応じた第３信号を出力し、前記絶対圧検知手段は、前記空間内の前記絶対圧力に応じた第４信号を出力し、さらに、前記第３信号に対して第１カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行い第５信号を生成する第１ローパスフィルタと、前記第４信号に対して第１カットオフ周波数より低い第２カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行い第６信号を生成する第２ローパスフィルタとを備え、前記衝突判定手段は、前記第５信号と前記第６信号とに基づいて前記衝突の判定を行うようにするとよい。

ここで、空間内外の絶対圧力は様々な要因により変化するため、相対圧検知手段により検知される圧力差には、車両の衝突により変化する周波数成分よりも高周波のノイズが含まれる。そこで、相対圧検知手段により出力される第３信号に対して第１ローパスフィルタによりローパスフィルタリング処理を行うことで、高周波のノイズを除去することができる。さらに、第１ローパスフィルタの第１カットオフ周波数を車両の衝突により変化する当該空間内外の圧力差の周波数より高い周波数とする。これにより、第３信号は、高周波のノイズを含まず、且つ、車両の衝突により変化する当該空間内外の圧力差の周波数成分を含む信号となる。

また、車両が衝突した場合における当該空間内の絶対圧力は、急激に変化する。従って、相対圧検知手段により検知される当該空間内外の圧力差も急激に変化する。さらに、絶対圧検知手段により検知される当該空間内の絶対圧力も急激に変化する。ここで、絶対圧検知手段は、車両の衝突時における大気圧に相当する圧力を検知することが目的であるが、このように車両の衝突により変化する当該空間内の絶対圧力は、大気圧に相当するとは言い難い。そのため、このように車両の衝突により変化する当該空間内の絶対圧力に基づいて閾値を変更設定したのでは、閾値を適切に変更設定できないおそれがある。

そこで、絶対圧検知手段により出力される第４信号に対して第２カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行うようにする。ここで、第２ローパスフィルタにおける第２カットオフ周波数は、第１ローパスフィルタにおける第１カットオフ周波数よりも低くしている。具体的には、第２カットオフ周波数は、車両の衝突により変化する当該空間内の圧力の周波数より低い周波数とする。これにより、絶対圧検知手段から出力される第４信号を処理した第６信号は、車両の衝突による当該空間内の絶対圧力の変化の影響をほとんど受けない信号となる。つまり、第６信号は、大気圧に相当する信号となる。このように、当該空間内外の圧力差に相当する第５信号と、大気圧に相当する第６信号に応じて変更設定された閾値とを比較して車両の衝突を判定することで、大気圧が変化することにより当該空間内の絶対圧力の変化率が変化した場合であっても、確実に車両の衝突を検知することができる。

また、当該空間内又は当該空間外の絶対圧力を考慮する第２の手段としては、前記相対圧検知手段は、前記圧力差に応じた第１信号を出力する検知回路と、前記第１信号に対して所定の増幅度により増幅した第２信号を生成し、且つ、前記絶対圧検知手段により検知された前記絶対圧力に応じて前記増幅度を変更する増幅回路とを備え、前記衝突判定手段は、前記第２信号に基づいて前記衝突の判定を行うようにする手段である。

この第２の手段は、相対圧検知手段から衝突判定手段へ出力される第２信号そのものが、絶対圧力を考慮したものとしている。例えば、大気圧が低下した場合には、増幅回路の増幅度を増加させ、大気圧が上昇した場合には、増幅回路の増幅度を低下させるようにする。これにより、検知回路が出力する第１信号の変化率が大気圧の変化に応じて変化したとしても、増幅回路が出力する第２信号の変化率は大気圧の変化に応じて変化しないようにすることができる。つまり、大気圧が変化することによる当該空間内の絶対圧力及び絶対圧力の変化率が変化した場合であっても、確実に車両の衝突を検知することができる。

さらに、第２の手段によれば、衝突判定手段は、相対圧検知手段と信号接続するのみで、絶対圧検知手段と信号接続する必要がない。ここで、衝突判定手段は、例えば車両の中央に配置されるエアバッグＥＣＵなどであるため、衝突判定手段と相対圧検知手段及び絶対圧検知手段との距離は非常に長い。しかし、衝突判定手段と絶対圧検知手段とを信号接続する必要がないため、信号配線を削減することにより、低コスト化、且つ、配線作業の容易化を図ることができる。

ここで、第２の手段を用いる場合であって、特に絶対圧検知手段が当該空間内の絶対圧力を検知する場合には、上述した第１の手段における第２ローパスフィルタに相当するものを適用することにより、同様の効果を奏することができる。すなわち、絶対圧検知手段により検知された当該空間内の絶対圧力に応じた信号に対して第２ローパスフィルタによるローパスフィルタリング処理を行う。そして、当該ローパスフィルタリング処理を行った信号に応じて増幅回路の増幅度を変更するようにする。なお、絶対圧検知手段が当該空間外の絶対圧力を検知するようにした場合には、上述したローパスフィルタは不要とすることもできる。ただし、上記第１の手段にて説明したように、高周波ノイズを除去する目的であれば、カットオフ周波数が高いローパスフィルタが必要となる。

また、本発明の車両用衝突検知システムを構成する前記相対圧検知手段及び前記絶対圧検知手段は、一体に成形されるようにしてもよい。これらを一体に成形することで、部品点数の削減による低コスト化及び作業性の向上、並びに小型化を図ることができる。

そして、相対圧検知手段及び絶対圧検知手段を一体に成形する場合には、相対圧検知手段に入力する検出口と絶対圧検知手段に入力する検出口を共通化するとよい。第１の共通化の手段としては、前記相対圧検知手段は、少なくとも前記空間外の圧力を入力する検出口を備え、前記絶対圧検知手段は、前記検出口から前記空間外の前記絶対圧力を入力するようにする。また、第２の共通化の手段としては、前記相対圧検知手段は、前記空間内の圧力を入力する検出口を備え、前記絶対圧検知手段は、前記検出口から前記空間内の前記絶対圧力を入力するようにする。

このように、検出口を共通化することで、相対圧検知手段及び絶対圧検知手段からなる装置全体の小型化を図ることができると共に、製造コストを低減することができる。

また、本発明の車両用衝突検知システムを構成する前記絶対圧検知手段は、前記空間外に配置され前記空間外の前記絶対圧力を検知するようにしてもよい。絶対圧検知手段により空間外の絶対圧力を検知することで、車両の衝突による影響を受けにくくすることができる。その結果、当該空間外の絶対圧力を確実に大気圧に相当する圧力として用いることができる。また、車両の衝突により絶対圧力が変化しないため、低い周波数のカットオフ周波数によるローパスフィルタなどを用いる必要がない。従って、低コスト化を図ることもできる。

さらには、当該絶対圧検知手段により検知した絶対圧力は車両の衝突により影響を受けにくいので、当該絶対圧力を他の制御手段に利用することもできる。すなわち、絶対圧検知手段は、検知された前記絶対圧力を前記衝突判定手段以外の制御手段に出力するようにしてもよい。このように、絶対圧検知手段を共有化することができることによる低コスト化を図ることができる。他の制御手段としては、例えば、エンジン噴射量を制御する制御手段などである。

なお、本発明の車両用衝突検知システムを構成する前記車体部材は、車両ドアとしてもよい。車両ドアは、ドアインナーパネルとドアアウターパネルとの間に空間が形成されている。そして、車両の衝突により車両ドアの空間が変形することを利用して、車両の衝突を検知することができる。

そして、前記車体部材を車両ドアとした場合には、前記相対圧検知手段は、前記車両ドアのドアインナーパネルに配置され、前記空間は、前記車両ドアのドア内空間であり、前記空間外は、前記ドアインナーパネルの車両内側の車室内としてもよい。このように、相対圧検知手段をドアインナーパネルに配置することで、確実に且つ容易にドア内空間と車室内の圧力差を検知することができる。

本発明の車両用衝突検知システムによれば、車両の衝突により変形する空間の内外の圧力差に基づいて車両の衝突を判定しているので、標高や天候などによって大気圧が変化した場合であっても、確実に車両の衝突を検知することができる。さらに、前記空間内外の圧力差に加えて、大気圧に相当する絶対圧力を考慮して、車両の衝突を判定しているので、大気圧の変化により前記空間内外の圧力差の変化率が変化する場合であっても、高精度に車両の衝突を検知することができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

（１）第１実施形態
第１実施形態の車両用衝突検知システムについて図１〜図４を参照して説明する。図１は、第１実施形態の車両用衝突検知システムを示すブロック図である。図２は、車両ドアの断面図である。図３は、図２のＡ部分の拡大図である。図４は、エアバッグＥＣＵ３０の比較部３５における車両の衝突判定を説明する図である。

第１実施形態の車両用衝突検知システムは、図１に示すように、相対圧センサ１０と、絶対圧センサ２０と、エアバッグＥＣＵ（以下、「Ａ／Ｂ ＥＣＵ」という）３０とから構成される。

相対圧センサ（相対圧検知手段）１０は、ドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力との圧力差を検知するセンサである。絶対圧センサ（絶対圧検知手段）２０は、車室内２の絶対圧力を検知するセンサである。ここで、相対圧センサ１０及び絶対圧センサ２０の配置について、図２及び図３を参照して説明する。相対圧センサ１０及び絶対圧センサ２０は、図３に示すように、一体成形されている。以下、この一体成形された相対センサ１０及び絶対圧センサ２０を一体センサモジュール４０という。一体センサモジュール４０の大部分は、図２及び図３に示すように、車両ドア（本発明の車体部材の一例）５０の内部に形成されるドア内空間１内に配置されている。具体的には、一体センサモジュール４０の大部分は、車両ドア５０を構成するインナーパネル５１とアウターパネル５２との間に形成されるドア内空間１内に配置されている。さらに具体的には、一体センサモジュール４０は、インナーパネル５１のうちのアウターパネル５２側の面に取り付けられている。

この一体センサモジュール４０は、図３に示すように、相対圧センサ１０と絶対圧センサ２０とを内蔵すると共に、２つの検出孔４１、４２が形成されている。第１の検出孔４１は、ドア内空間１側に開口されたドア内側検出口４１ａと、相対圧センサ１０の一方面（図３の右側面）とを連通している。つまり、相対圧センサ１０の図３の右側面は、第１の検出孔４１を介して、ドア内側検出口４１ａからドア内空間１の絶対圧力を入力している。第２の検出孔４２は、車室内２側に開口された車室内側検出口４２ａと、相対圧センサ１０の他方面（図３の左側面）とを連通している。つまり、相対圧センサ１０の図３の左側面は、第２の検出孔４２を介して、車室内側検出口４２ａから車室内２の絶対圧力を入力している。第２の検出孔４２は、さらに途中で分岐して、絶対圧センサ２０にも連通している。つまり、絶対圧センサ２０は、第２の検出孔４２を介して、車室内側検出口４２ａから車室内２の絶対圧力を入力している。

なお、インナーパネル５１は、ドア内空間１と車室内２とを区画するパネルであり、アウターパネル５２は、ドア内空間１と車外３とを区画するパネルである。ここで、アウターパネル５２は、例えば車両の側方が衝突した際に変形する。そして、車両が衝突した際にアウターパネル５２が変形することに伴い、ドア内空間１も変形することになる。

次に、図１に戻り説明を行う。上述したように配置される相対圧センサ１０は、図１に示すように、相対圧センサチップ（検知回路）１１と、増幅回路１２と、Ａ／Ｄコンバータ１３とから構成される。相対圧センサチップ１１は、シリコンチップの中央部を薄く加工して形成したダイヤフラム上に、ホイートストンブリッジとなるように拡散抵抗を形成されたものである。そして、相対圧センサチップ１１に圧力が付与されてダイヤフラムが変形した場合には、相対圧センサチップ１１の図１の左右端の電位差が変化する。そして、相対圧センサチップ１１は、図１の左右端の電位差の信号を出力する。ここで、相対圧センサチップ１１のダイヤフラムの一方面側はドア内空間１と連通しており、ダイヤフラムの他方面側は車室内２と連通している。つまり、相対圧センサチップ１１のダイヤフラムは、ドア内側検出口４１ａから入力されるドア内空間１の絶対圧力と車室内側検出口４２ａから入力される車室内２の絶対圧力との圧力差に応じて変形する。つまり、相対圧センサチップ１１の図１の左右端の電位差は、ドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力との圧力差に応じたものとなる。

増幅回路１２は、相対圧センサチップ１１により出力される電位差の信号に対して増幅処理を行う。そして、Ａ／Ｄコンバータ１３にて、増幅回路１２にて増幅処理された信号に対してＡ／Ｄ変換される。そして、Ａ／Ｄコンバータ１３は、Ａ／Ｄ変換された信号（第１信号）Ｓ１をＡ／Ｂ ＥＣＵ３０へ出力する。

絶対圧センサ２０は、絶対圧センサチップ２１と、増幅回路２２と、Ａ／Ｄコンバータ２３とから構成される。絶対圧センサチップ２１は、相対圧センサチップ１１と同様に、シリコンチップの中央部を薄く加工して形成したダイヤフラム上に、ホイートストンブリッジとなるように拡散抵抗を形成されたものである。そして、絶対圧センサチップ２１に圧力が付与されてダイヤフラムが変形した場合には、絶対圧センサチップ２１の図１の左右端の電位差が変化する。そして、絶対圧センサチップ２１は、図１の左右端の電位差の信号を出力する。ここで、絶対圧センサチップ２１のダイヤフラムの一方面側はドア内空間１と連通しており、ダイヤフラムの他方面側にはガラス台座との間に真空空間が形成されている。つまり、絶対圧センサチップ２１のダイヤフラムは、車室内側検出口４２ａから入力される車室内２の絶対圧力に応じて変形する。つまり、絶対圧センサチップ２１の図１の左右端の電位差は、車室内２の絶対圧力に応じたものとなる。

増幅回路２２は、絶対圧センサチップ２１により出力される絶対圧力の信号に対して増幅処理を行う。そして、Ａ／Ｄコンバータ２３にて、増幅回路２２にて増幅処理された信号に対してＡ／Ｄ変換される。そして、Ａ／Ｄコンバータ２３は、Ａ／Ｄ変換された信号（第２信号）Ｓ２をＡ／Ｂ ＥＣＵ３０へ出力する。

Ａ／Ｂ ＥＣＵ３０は、相対圧センサ１０及び絶対圧センサ２０から入力された信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて、サイドエアバッグ４を展開させるか否かの判定を行う。このＡ／Ｂ ＥＣＵ３０は、第１ローパスフィルタ３１と、第２ローパスフィルタ３２と、閾値記憶部３３と、閾値設定部３４と、比較部３５とから構成される。

第１ローパスフィルタ３１は、相対圧センサ１０から入力した第１信号Ｓ１に対して、第１カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行い、第３信号Ｓ３を生成する。ここで、第１カットオフ周波数は、車両の衝突の際におけるドア内空間１と車室内２との圧力差の周波数よりも高くしている。また、高周波ノイズを除去できるように、第１カットオフ周波数は高周波ノイズの周波数よりも低くしている。

第２ローパスフィルタ３２は、絶対圧センサ２０から入力した第２信号Ｓ２に対して、第２カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行い、第４信号Ｓ４を生成する。ここで、第２カットオフ周波数は、高周波ノイズを除去できるように、高周波ノイズの周波数よりも低くしている。なお、絶対圧センサ２０により検知される絶対圧力は、車室内２の絶対圧力であるので、車両の衝突によっては大きく変化しない。

閾値記憶部３３は、車両の衝突の判定を行う閾値ＴＨを複数記憶している。この閾値ＴＨは、第１ローパスフィルタ３１により生成された第３信号Ｓ３と比較することにより、車両の衝突の判定を行う基準値である。ここで、閾値記憶部３３は、第２ローパスフィルタ３２により生成された第４信号Ｓ４に関連付けられた複数の閾値ＴＨからなる閾値マップを記憶している。すなわち、第４信号Ｓ４の電圧範囲（絶対圧力範囲に相当）を複数の電圧範囲に分割して、それぞれの電圧範囲毎に１つの閾値ＴＨが関連付けられている。例えば、第４信号Ｓ４の電圧範囲がＰ１〜Ｐ２の範囲の閾値ＴＨはＴＨ１とし、第４信号Ｓ４の電圧範囲がＰ２〜Ｐ３の範囲の閾値ＴＨはＴＨ２とし、第４信号Ｓ４の電圧範囲がＰ３〜Ｐ４の範囲の閾値ＴＨはＴＨ３とする。

閾値設定部（衝突判定手段）３４は、第２ローパスフィルタ３２により生成された第４信号Ｓ４と閾値記憶部３３に記憶されている閾値マップとに基づいて、車両の衝突判定に用いる閾値ＴＨを変更設定する。具体的には、閾値設定部３４は、第４信号Ｓ４が含まれる電圧範囲における閾値ＴＨを閾値マップから選択し、車両の衝突判定に用いる閾値ＴＨとして変更設定する。

比較部（衝突判定手段）３５は、第１ローパスフィルタ３１により生成された第３信号Ｓ３と閾値設定部３４にて設定された閾値ＴＨとを比較して、第３信号Ｓ３が閾値ＴＨを超えている場合に車両が衝突したと判定する。そして、比較部３５は、車両が衝突したと判定した場合には、サイドエアバッグ４を展開させる信号を出力する。

ここで、比較部３５における車両の衝突判定について、図４を参照して説明する。図４は、車両が衝突してからの経過時間に対する第３信号Ｓ３の電圧値（ドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力との圧力差に相当）を示す図である。そして、図４において、実線Ｓ３＿１、一点鎖線Ｓ３＿２及び破線Ｓ３＿３は、それぞれ車両が同一の衝撃を受けた場合であって大気圧が異なる場合についての第３信号Ｓ３の変化挙動を示す。具体的には、実線Ｓ３＿１は大気圧が高い状態を示し、破線Ｓ３＿３は大気圧が低い状態を示し、一点鎖線Ｓ３＿２は大気圧が中間状態を示す。

ここで、大気圧に応じて第３信号Ｓ３が図４のようになることについて説明する。第３信号Ｓ３は、相対圧センサ１０により検知されるドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力との圧力差に応じた信号である。そして、車両が衝突する直前までは、相対圧センサ１０により検知されるドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力との圧力差はほとんど０になるので、第３信号Ｓ３もほとんど０になる。従って、図４において、車両が衝突した時点（時刻０の時点）において、実線Ｓ３＿１、一点鎖線Ｓ３＿２及び破線Ｓ３＿３は、何れも０となっている。このことは、大気圧が変化した場合であっても同様である。

そして、車両が衝突した場合には、アウターパネル５２が変形することに伴い、ドア内空間１が変形する。そうすると、ドア内空間１の絶対圧力が上昇する。一方、車室内２の絶対圧力は、車両が衝突する前後の絶対圧力はそれほど変化しない。従って、相対圧センサ１０により検知される圧力差は、車両が衝突した直後には、ドア内空間１の絶対圧力が上昇することに伴い急激に上昇する。

このとき、車両の衝突時における大気圧が異なる場合には、第３信号Ｓ３の変化率が異なる。具体的には、大気圧が高いほど第３信号Ｓ３の変化率（上昇率）が大きくなり、大気圧が低いほど第３信号Ｓ３の変化率（上昇率）が小さくなる。つまり、図４に示すように、大気圧が高い場合を示す実線Ｓ３＿１の変化率が大きくなり、大気圧が低い場合を示す破線Ｓ３＿３の変化率が小さくなる。

ここで、車室内３の絶対圧力は、実質的に大気圧に相当する。つまり、大気圧が変化すると、大気圧の変化に伴い車室内３の絶対圧力が変化する。そして、閾値記憶部３３に記憶している閾値マップは、絶対圧センサ２０により検知される車室内３の絶対圧力に応じた第４信号Ｓ４に関連付けた閾値ＴＨを記憶している。つまり、閾値記憶部３３に記憶している閾値マップは、大気圧に応じた複数の閾値ＴＨを記憶していることになる。例えば、閾値マップは、大気圧が高い場合における閾値ＴＨがＴＨ１であり、大気圧が低い場合における閾値ＴＨがＴＨ３であり、その中間の場合における閾値ＴＨがＴＨ２などとする。そうすると、図４に示すように、大気圧が高い場合には、第３信号Ｓ３は実線Ｓ３＿１となり、その信号と比較する閾値ＴＨはＴＨ１となる。つまり、比較部３５は、実線Ｓ３＿１が閾値ＴＨ１を超えたか否かを判定して、実線Ｓ３＿１が閾値ＴＨ１を超えていれば車両が衝突したと判定する。一方、実線Ｓ３＿１が閾値ＴＨ１を超えていない場合には、車両は衝突していないと判定する。一点鎖線Ｓ３＿２は閾値ＴＨ２と比較し、破線Ｓ３＿３は閾値ＴＨ３と比較して、車両の衝突判定を行う。

以上説明したように、相対圧センサ１０により検知されたドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力との圧力差は、車両衝突前まではほとんど０である。この圧力差は、大気圧が変化した場合であっても変わらない。従って、大気圧が変化した場合であっても車両衝突前までほとんど０である当該圧力差を用いて車両の衝突判定を行うので、大気圧の変化に影響を受けることなく車両の衝突判定を行うことができる。

さらに、大気圧が変化することに伴って、相対圧センサ１０により検知される当該圧力差の変化率が変化する。しかし、閾値設定部３４にて、絶対圧センサ２０により検知された車室内２の絶対圧力に応じた第４信号に対応する閾値ＴＨを設定している。そして、車室内２の絶対圧力は、大気圧に相当する。つまり、当該圧力差に応じた第３信号Ｓ３と比較する閾値ＴＨを実質的に大気圧に応じて変更設定しているので、確実に車両の衝突を検知することができる。

（２）第１実施形態の第１変形態様
次に、第１実施形態の車両用衝突検知システムの第１変形態様について図５を参照して説明する。図５は、当該第１変形態様における図２のＡ部分の拡大図である。ここで、第１実施形態の第１変形態様においては、上記第１実施形態に対して、一体センサモジュール４０の構成及びＡ／Ｂ ＥＣＵ３０の第２ローパスフィルタ３２が異なる。以下、相違点のみについて説明する。

当該相違点は、絶対圧センサ２０がドア内空間１の絶対圧力を検知する点と、第２ローパスフィルタ３２の第２カットオフ周波数が上記第１実施形態のものより低くしている点である。以下、詳細に説明する。

一体センサモジュール４０の大部分は、図５に示すように、車両ドア５０を構成するインナーパネル５１とアウターパネル５２との間に形成されるドア内空間１内に配置されている。さらに具体的には、一体センサモジュール４０は、インナーパネル５１のうちのアウターパネル５２側の面に取り付けられている。

この一体センサモジュール４０は、図５に示すように、相対圧センサ１０と絶対圧センサ２０とを内蔵すると共に、２つの検出孔４３、４４が形成されている。第１の検出孔４３は、ドア内空間１側に開口されたドア内側検出口４３ａと、相対圧センサ１０の一方面（図５の右側面）とを連通している。つまり、相対圧センサ１０の図５の右側面は、第１の検出孔４３を介して、ドア内側検出口４３ａからドア内空間１の絶対圧力を入力している。第１の検出孔４３は、さらに途中で分岐して、絶対圧センサ２０にも連通している。つまり、絶対圧センサ２０は、第１の検出孔４３を介して、ドア内側検出口４３ａからドア内空間１の絶対圧力を入力している。第２の検出孔４４は、車室内２側に開口された車室内側検出口４４ａと、相対圧センサ１０の他方面（図５の左側面）とを連通している。つまり、相対圧センサ１０の図５の左側面は、第２の検出孔４４を介して、車室内側検出口４４ａから車室内２の絶対圧力を入力している。

絶対圧センサ２０は、上述したように、ドア内空間１の絶対圧力を検知する。従って、絶対圧センサ２０は、車両が衝突することに伴い変形するドア内空間１の絶対圧力を検知する。つまり、絶対圧センサ２０により出力される第２信号Ｓ２は、車両の衝突により急激に変化する。

また、第２ローパスフィルタ３２は、絶対圧センサ２０から入力した第２信号Ｓ２に対して、第２カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行い、第４信号Ｓ４を生成する。そして、第２カットオフ周波数は、車両の衝突により急激に変化するドア内空間１の絶対圧力の周波数よりも低い周波数とする。ここで、第２ローパスフィルタ３２に入力される第２信号Ｓ２は、上述したように、車両の衝突により急激に変化するドア内空間１の絶対圧力に応じた信号となる。従って、第２信号Ｓ２は、車両の衝突により急激に変化するドア内空間１の絶対圧力の周波数成分を含んでいる。そして、第２ローパスフィルタ３２において、車両の衝突により急激に変化するドア内空間１の絶対圧力の周波数よりも低い周波数の第２カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行うことで、第４信号Ｓ４は車両の衝突により急激に変化するドア内空間１の絶対圧力の周波数成分を含まない信号となる。つまり、第４信号Ｓ４は、第１実施形態の第４信号Ｓ４と実質的に同様の信号となる。そして、閾値設定部３４において、この第４信号Ｓ４に応じた閾値ＴＨに変更設定される。

このように、絶対圧センサ２０の検知する絶対圧力がドア内空間１であっても、確実に車両の衝突を検知することができる。

（３）第１実施形態の第２変形態様
次に、第１実施形態の車両用衝突検知システムの第２変形態様について図６及び図７を参照して説明する。図６は、当該第２変形態様における車両ドアの断面図である。図７は、図６のＢ部分の拡大図である。ここで、第１実施形態の第２変形態様においては、第１実施形態に対して、相対圧センサ１０及び絶対圧センサ２０の配置が異なる。以下、相違点のみについて説明する。

当該相違点は、上記第１実施形態においては相対圧センサ１０と絶対圧センサ２０とが一体成形されたが、当該第２変形態様においては相対圧センサ１０と絶対圧センサ２０とが別体であって異なる場所に配置されている。

具体的には、相対圧センサ１０は、センサモジュール４５に内蔵されている。このセンサモジュール４５の大部分は、図６及び図７に示すように、車両ドア５０を構成するインナーパネル５１とアウターパネル５２との間に形成されるドア内空間１内に配置されている。さらに具体的には、センサモジュール４５は、インナーパネル５１のうちのアウターパネル５２側の面に取り付けられている。

このセンサモジュール４５は、図７に示すように、相対圧センサ１０を内蔵すると共に、２つの検出孔４６、４７が形成されている。第１の検出孔４６は、ドア内空間１側に開口されたドア内側検出口４６ａと、相対圧センサ１０の一方面（図７の右側面）とを連通している。つまり、相対圧センサ１０の図７の右側面は、第１の検出孔４６を介して、ドア内側検出口４６ａからドア内空間１の絶対圧力を入力している。第２の検出孔４７は、車室内２側に開口された車室内側検出口４７ａと、相対圧センサ１０の他方面（図７の左側面）とを連通している。つまり、相対圧センサ１０の図７の左側面は、第２の検出孔４７を介して、車室内側検出口４７ａから車室内２の絶対圧力を入力している。そして、絶対圧センサ２０は、車室内２のフロア上に配置されている。つまり、絶対圧センサ２０は、車両の衝突により変化しない車室内２の絶対圧力を検知している。

（４）第２実施形態
次に、第２実施形態の車両用衝突検知システムについて図８及び図９を参照して説明する。図８は、第２実施形態の車両用衝突検知システムを示すブロック図である。図９は、相対圧センサ６０内における信号処理を説明する図である。なお、第２実施形態において、上述した第１実施形態と同一構成については同一符号を付す。

第２実施形態の車両用衝突検知システムは、図８に示すように、相対圧センサ６０と、絶対圧センサ７０と、Ａ／Ｂ ＥＣＵ８０とから構成される。ここで、相対圧センサ６０及び絶対圧センサ７０は、第１実施形態の相対圧センサ１０及び絶対圧センサ２０と同様に、一体センサモジュール４０に内蔵され、インナーパネル５１のうちのアウターパネル５２側の面に配置されている。つまり、相対圧センサ６０は、ドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力とを入力している。また、絶対圧センサ７０は、車室内２の絶対圧力を入力している。

そして、相対圧センサ６０は、相対圧センサチップ１１と、増幅回路６１と、Ａ／Ｄコンバータ１３とから構成される。

相対圧センサチップ１１は、第１実施形態の相対圧センサチップ１１と同様である。すなわち、相対圧センサチップ１１は、シリコンチップの中央部を薄く加工して形成したダイヤフラム上に、ホイートストンブリッジとなるように拡散抵抗を形成されたものである。そして、相対圧センサチップ１１は、ドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力との圧力差に応じた図８の左右端の電位差の信号（第５信号）Ｓ５を出力する。

増幅回路６１は、相対圧センサチップ１１により出力される電位差の第５信号Ｓ５を入力する。さらに、増幅回路６１は、絶対圧センサ７０の増幅回路７１から出力された第６信号Ｓ６を入力する。そして、増幅回路６１は、第６信号Ｓ６を考慮して、電位差の第５信号Ｓ５に対して増幅処理された第７信号Ｓ７を生成する。具体的には、増幅回路６１は、第６信号Ｓ６の電圧値が大きいほど増幅度が小さくされ、第６信号Ｓ６の電圧値が小さいほど増幅度が大きくされる。ここで、第６信号Ｓ６は、後述するが、実質的に大気圧に相当するため、増幅回路６１における増幅度は、大気圧が高いほど小さくなり、大気圧が低いほど大きくなる。なお、第５信号Ｓ５と第７信号Ｓ７の関係についての詳細は、後述する。そして、増幅回路６１にて増幅処理された第７信号Ｓ７は、Ａ／Ｄコンバータ１３によりＡ／Ｄ変換された後に、Ａ／Ｂ ＥＣＵ８０へ出力される。

絶対圧センサ７０は、絶対圧センサチップ２１と、増幅回路７１とから構成される。絶対圧センサチップ２１は、第１実施形態の絶対圧センサチップ２１と同様である。すなわち、絶対圧センサチップ２１は、シリコンチップの中央部を薄く加工して形成したダイヤフラム上に、ホイートストンブリッジとなるように拡散抵抗を形成されたものである。そして、絶対圧センサチップ２１は、車室内２の絶対圧力に応じた図８の左右端の電位差の信号を出力する。なお、車室内２の絶対圧力は、実質的に大気圧に相当する圧力である。

増幅回路７１は、絶対圧センサチップ２１により出力される絶対圧力の信号に対して増幅処理された第６信号Ｓ６を生成する。そして、増幅回路７１は、増幅処理された第６信号Ｓ６を相対圧センサ６０の増幅回路６１へ出力する。

ここで、相対圧センサ６０の増幅回路６１における増幅処理について、図９を参照して詳細に説明する。図９は、車両が衝突してからの経過時間に対する第５信号Ｓ５及び第７信号Ｓ７の電圧値を示す図である。そして、図８において、細実線Ｓ５＿１、細一点鎖線Ｓ５＿２、及び細破線Ｓ５＿３は、それぞれ車両が同一の衝撃を受けた場合であって大気圧が異なる場合についての第５信号Ｓ５の変化挙動を示す。具体的には、細実線Ｓ５＿１は大気圧が高い状態を示し、細破線Ｓ５＿３は大気圧が低い状態を示し、細一点鎖線Ｓ５＿２は大気圧が中間状態を示す。太実線Ｓ７は、第５信号Ｓ５＿１〜Ｓ５＿３に対して増幅処理された第７信号Ｓ７の変化挙動を示す。

ここで、大気圧に応じて第５信号Ｓ５が図８のようになる理由については、第１実施形態の図４を用いて説明したこととほぼ同様であるので、説明を省略する。簡単に言うと、大気圧が異なるとしても車両が衝突する直前までは第５信号Ｓ５は０となり、車両の衝突直後の第５信号Ｓ５の変化率が大気圧に応じて異なる。

一方、第７信号Ｓ７は、車両が同一の衝撃を受けた場合には大気圧に関わらずほぼ同一の変化挙動となる。これは、増幅回路６１における増幅度が、絶対圧センサ７０の増幅回路７１から出力される第６信号Ｓ６に応じて変化されるためである。具体的には、第６信号Ｓ６の電圧値が大きいほど増幅回路６１の増幅度が小さくなり、第６信号Ｓ６の電圧値が小さいほど増幅回路６１の増幅度が大きくなる。ここで、第６信号Ｓ６は、上述したように、実質的に大気圧に相当するため、増幅回路６１における増幅度は、大気圧が高いほど小さくなり、大気圧が低いほど大きくなる。そして、車両が同一の衝撃を受けた場合に、第７信号Ｓ７が大気圧に関わらず同一の変化挙動となるように増幅処理されている。

次に、図８に戻り説明を行う。Ａ／Ｂ ＥＣＵ８０は、相対圧センサ６０から入力された第７信号Ｓ７に基づいて、サイドエアバッグ４を展開させるか否かの判定を行う。このＡ／Ｂ ＥＣＵ８０は、第１ローパスフィルタ３１と、閾値記憶部８１と、比較部８２とから構成される。

第１ローパスフィルタ３１は、相対圧センサ６０から入力した信号に対して、第１カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行う。ここで、第１カットオフ周波数は、車両の衝突の際におけるドア内空間１の絶対圧力と車室内２の絶対圧力との圧力差の周波数よりも高くしている。また、高周波ノイズを除去できるように、第１カットオフ周波数は高周波ノイズの周波数よりも低くしている。

閾値記憶部８１は、車両の衝突の判定を行う閾値ＴＨを予め記憶している。この閾値ＴＨは、第１ローパスフィルタ３１により生成された信号と比較することにより、車両の衝突の判定を行う基準値である。

比較部（衝突判定手段）８２は、第１ローパスフィルタ３１により生成された信号と閾値記憶部８１に記憶している閾値ＴＨとを比較して、第１ローパスフィルタ３１により生成された信号が閾値ＴＨを超えている場合に車両が衝突したと判定する。そして、比較部８２は、車両が衝突したと判定した場合には、サイドエアバッグ４を展開させる信号を出力する。

ここで、比較部８２においては、第１ローパスフィルタ３１により生成された信号と１つの閾値ＴＨとを比較することにより、車両の衝突の判定を行っている。ところで、上述したように、大気圧が異なる場合であっても、車両が同一の衝撃を受けた場合には、相対圧センサ６０から出力される信号はほぼ同一の変化挙動となる。従って、大気圧に関わりなく、第１ローパスフィルタ３１により生成された信号と１つの閾値ＴＨとを比較することにより、確実に車両の衝突を検知することができる。

（５）第２実施形態の変形態様
第２実施形態においては、絶対圧センサ７０が車室内２の絶対圧力を検知するようにしたが、ドア内空間１の絶対圧力を検知するようにしてもよい。ただし、この場合には、車両の衝突によりドア内空間１の絶対圧力が急激に変化するために、車両の衝突により急激に変化するドア内空間１の絶対圧力の周波数よりも低い周波数をカットオフ周波数とするローパスフィルタリング処理を行わせる。これにより、ドア内空間１の絶対圧力に対してローパスフィルタリング処理を行った信号は、実質的に車室内２の絶対圧力に相当する信号と同様とすることができる。

（６）その他
また、上記実施形態における絶対圧センサ２０、６０により生成された信号は、Ａ／Ｂ ＥＣＵ３０又は相対圧センサ６０へ出力したが、これに限られるものではない。例えば、エンジン噴射量を制御する制御装置などの車両用衝突検知システム以外の他の制御装置などに出力するようにしてもよい。ただし、絶対圧センサ２０、７０が車両の衝突により影響を受けにくい絶対圧力を検知することができるセンサであることが望ましい。例えば、絶対圧センサ２０、７０が車室内２の絶対圧力を検知する場合などである。

また、上記実施形態においては、相対圧センサ１０、６０及び第１実施形態の第１変形態様における絶対圧センサ２０は車両ドア５０のドア内空間１の絶対圧力を入力したが、これに限られるものではない。例えば、これらのセンサは、車両の衝突により変形する空間内の圧力を入力すればよい。つまり、これらのセンサは、車両の衝突により内部の絶対圧力が変化する空間の圧力を入力すればよい。

また、上記実施形態においては、相対圧センサ１０、６０及び絶対圧センサ２０、７０を用いたが、相対圧センサのみを用いてもよい。ただし、この場合には、大気圧に応じて圧力差の変化率が変化することに対しては対応することができない。

また、上記実施形態においては、閾値記憶部３３に閾値マップを記憶して、閾値設定部３４にて該当する閾値ＴＨを選択するようにしたが、これに限られるものではない。例えば、閾値記憶部３３及び閾値設定部３４を閾値演算部に置き換えるようにしてもよい。閾値演算部の一例としては、絶対圧センサ２０から入力した信号に対して例えば比例するように関連付けられた関係式により閾値ＴＨを演算するようにするものである。

第１実施形態の車両用衝突検知システムを示すブロック図である。 車両ドアの断面図である。 図２のＡ部分の拡大図である。 エアバッグＥＣＵ３０の比較部３５における車両の衝突判定を説明する図であって、車両が衝突してからの経過時間に対する第３信号Ｓ３の電圧値を示す図である。 第１実施形態の第１変形態様における図２のＡ部分の拡大図である。 第１実施形態の第２変形態様における車両ドアの断面図である。 図６のＢ部分の拡大図である。 第２実施形態の車両用衝突検知システムを示すブロック図である。 相対圧センサ６０内における信号処理を説明する図であって、車両が衝突してからの経過時間に対する第５信号Ｓ５及び第７信号Ｓ７の電圧値を示す図である。

符号の説明

１：ドア内空間、 ２：車室内、 ３：車外、 １０、６０：相対圧センサ、 ２０、７０：絶対圧センサ、 ４０：一体センサモジュール、 ４１、４３、４６：第１の検出孔、 ４１ａ、４３ａ、４６ａ：ドア内側検出口、 ４２、４４、４７：第２の検出孔、 ４２ａ、４４ａ、４７ａ：車室内側検出口、 ４５：センサモジュール、 ５０：車両ドア、 ５１：インナーパネル、 ５２：アウターパネル

Claims (12)

1. 車両に搭載され、該車両の衝突を検知する車両用衝突検知システムであって、
   内部に所定の空間が形成され、前記衝突により前記空間を変形させる車体部材と、
   前記空間内外の圧力差を検知する相対圧検知手段と、
   前記相対圧検知手段により検知された前記圧力差に基づいて前記衝突の判定を行う衝突判定手段と、
   を備えることを特徴とする車両用衝突検知システム。
2. 前記空間内または前記空間外の絶対圧力を検知する絶対圧検知手段をさらに備え、
   前記衝突判定手段は、前記相対圧検知手段により検知された前記圧力差と前記絶対圧検知手段により検知された前記絶対圧力とに基づいて前記衝突の判定を行う請求項１記載の車両用衝突検知システム。
3. 前記衝突判定手段は、
   前記相対圧検知手段により検知された前記圧力差と所定の閾値とを比較して、前記衝突の判定を行う比較手段と、
   前記絶対圧検知手段により検知された前記絶対圧力に応じて前記閾値を変更設定する閾値設定手段と、
   を備える請求項２記載の車両用衝突検知システム。
4. 前記相対圧検知手段は、
   前記圧力差に応じた第１信号を出力する検知回路と、
   前記第１信号に対して所定の増幅度により増幅した第２信号を生成し、且つ、前記絶対圧検知手段により検知された前記絶対圧力に応じて前記増幅度を変更する増幅回路と、
   を備え、
   前記衝突判定手段は、前記第２信号に基づいて前記衝突の判定を行う請求項２記載の車両用衝突検知システム。
5. 前記相対圧検知手段は、前記圧力差に応じた第３信号を出力し、
   前記絶対圧検知手段は、前記空間内の前記絶対圧力に応じた第４信号を出力し、
   前記第３信号に対して第１カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行い第５信号を生成する第１ローパスフィルタと、
   前記第４信号に対して第１カットオフ周波数より低い第２カットオフ周波数によるローパスフィルタリング処理を行い第６信号を生成する第２ローパスフィルタと、をさらに備え、
   前記衝突判定手段は、前記第５信号と前記第６信号とに基づいて前記衝突の判定を行う請求項２又は３に記載の車両用衝突検知システム。
6. 前記相対圧検知手段及び前記絶対圧検知手段は、一体に成形される請求項２〜５の何れか一項に記載の車両用衝突検知システム。
7. 前記相対圧検知手段は、少なくとも前記空間外の圧力を入力する検出口を備え、
   前記絶対圧検知手段は、前記検出口から前記空間外の前記絶対圧力を入力する請求項６記載の車両用衝突検知システム。
8. 前記相対圧検知手段は、前記空間内の圧力を入力する検出口を備え、
   前記絶対圧検知手段は、前記検出口から前記空間内の前記絶対圧力を入力する請求項６記載の車両用衝突検知システム。
9. 前記絶対圧検知手段は、前記空間外に配置され前記空間外の前記絶対圧力を検知する請求項２〜４の何れか一項に記載の車両用衝突検知システム。
10. 前記絶対圧検知手段は、検知された前記絶対圧力を前記衝突判定手段以外の制御手段に出力する請求項９記載の車両用衝突検知システム。
11. 前記車体部材は、車両ドアである請求項１〜１０の何れか一項に記載の車両用衝突検知システム。
12. 前記相対圧検知手段は、前記車両ドアのドアインナーパネルに配置され、
    前記空間は、前記車両ドアのドア内空間であり、
    前記空間外は、前記ドアインナーパネルの車両内側の車室内である請求項１１記載の車両用衝突検知システム。

Images