JP2006327370A - Start determination device for occupant crash protector of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の乗員保護装置の起動判定装置に関し、特に、車両の斜突やオフセット衝突などを高い信頼性で検出して短時間のうちに起動判定を行う車両の乗員保護装置の起動判定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置は、フロアセンサ、左フロントセンサ、右フロントセンサの加速度出力を、信号入力部を介して衝突形態判定部へ入力し、衝突形態判定部では、フロアセンサにより検出されたフロントセンサ出力を積分し、左フロントセンサ、右フロントセンサの出力値を設定した閾値と比較し、左右のフロントセンサ値が積分されて出力され、そのフロント積分演算値から斜突であるか否かを判定するようにしている(例えば、特許文献1参照)。 A conventional activation determination device for an occupant protection device for a vehicle inputs acceleration outputs of a floor sensor, a left front sensor, and a right front sensor to a collision type determination unit via a signal input unit. Integrate the front sensor output detected by, and compare the output values of the left front sensor and right front sensor with the set threshold value, and the left and right front sensor values are integrated and output. Whether or not there is is determined (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記のような従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置は、フロアセンサの信号を用いて衝突初期状態の判定基準とするため、フロアセンサが必須となり、また誤差の影響により判定にずれが発生するといった問題点があった。 However, the conventional vehicle occupant protection device activation determination device as described above uses the floor sensor signal as a criterion for determining the initial state of the collision. There was a problem that occurred.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フロアセンサが無くとも精度よく斜突の起動判定を行うことができる車両の乗員保護装置の起動判定装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an activation determination device for a vehicle occupant protection device that can accurately determine the activation of an oblique collision without a floor sensor. And
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、左側フロント加速度センサおよび右側フロント加速度センサの出力値をサンプリングして記憶し、現在のサンプル値を最初に(n−1)サンプル前のデータを最後に並べ、それぞれのセンサ出力をベクトルxi、yi(i=0〜(n−1))であらわしたとき、この2つのベクトルを正規化し内積を計算した結果について、設定した閾値を超えたことで衝突判定を行う衝突判定手段とを備える。 An activation determination device for a vehicle occupant protection device according to the present invention includes a left front acceleration sensor that detects a collision of a left front portion of a vehicle body, a right front acceleration sensor that detects a collision of a right front portion of the vehicle body, a left front acceleration sensor, The output value of the right front acceleration sensor is sampled and stored, the current sample value is arranged first with the data before (n−1) samples, and the respective sensor outputs are arranged as vectors xi, yi (i = 0 to ( n-1)), and a collision determination means for performing a collision determination on the result of normalizing these two vectors and calculating the inner product by exceeding a set threshold value.
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、左右フロント加速度センサ信号の2つのベクトルがどの程度似ているかを表す相似関数により判定することで、フロアセンサを用いることなく精度よく斜突の起動判定を行うことができるという効果が得られる。 The activation determination device for a vehicle occupant protection device according to the present invention makes an accurate collision without using a floor sensor by determining by using a similarity function that indicates how similar two vectors of the left and right front acceleration sensor signals are. It is possible to obtain an effect that the activation determination can be performed.
以下、この発明の各実施の形態を、図1〜図8に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
図において、車体1に、エアバッグ展開処理を行う制御手段としてのエレクトリックコントロールユニット(以下、ECUと記載する)2と、ECU加速度センサ(中央部加速度センサ)3と、左側フロント加速度センサ4と、右側フロント加速度センサ5が搭載され、左側フロント加速度センサ4とECU2は、左側フロント加速度センサ用通信ケーブル6により接続され、右側フロント加速度センサ5とECU2は、左側フロント加速度センサ用通信ケーブル7により接続される。なお、車体1の車体全長を表す方向をX方向とし、車体1の車幅を表す方向をY方向とし、車体1の車高を表す上下垂直方向をZ方向とする。なお、制御手段としてのECU2は衝突判定手段を兼ねる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a start determination device for a vehicle occupant protection device according to
In the figure, an electric control unit (hereinafter referred to as ECU) 2, an ECU acceleration sensor (central acceleration sensor) 3, a left
なお、ECU2は、車体1中央部の運転者が搭乗する座席近傍に取り付けられ、ECU加速度センサ3を備えており、このECU加速度センサ3は、車体1のX方向の加速度を検出するようにECU2のプリント基板上に取り付けられている。また、車体1のフロント部の左側ヘッドランプ近傍には、左側フロント加速度センサ4が車体1のX方向の加速度を検出するように取り付けられている。
The
同様に、車体1のフロント部の右側ヘッドランプ近傍には、右側フロント加速度センサ5が車体1のX方向の加速度を検出するように取り付けられている。左側フロント加速度センサ4の検出信号は、左側フロント加速度センサ用通信ケーブル6を介してECU2に入力され、また、右側フロント加速度センサ5の検出信号は、右側フロント加速度センサ用通信ケーブル7を介してECU2に入力される。さらに、車体1の車室内には、助手席搭乗者を衝突の衝撃から保護する助手席エアバッグ8と運転手を衝突の衝撃から保護する運転席エアバッグ9とが取り付けられている。
Similarly, a right
図2は、この発明の実施の形態1による乗員保護装置の起動判定装置におけるECU2の具体的な回路構成の一例を示すブロック図である。
図において、起動判定装置は、図1の左側フロント加速度センサ4からの左側フロント加速度センサ信号LSが入力されるハイパスフィルタ(HPF)11と、このハイパスフィルタ11の出力を積分して速度VLを求める積分器12と、図1の右側フロント加速度センサ5からの右側フロント加速度センサ信号RSが入力されるハイパスフィルタ(HPF)13と、このハイパスフィルタ13の出力を積分して速度VRを求める積分器14と、積分器12からの速度VLと積分器14からの速度VRに関する信号に基づいて相似関数を演算する相似関数演算部15と、相似関数演算部15の出力側に設けられたローパスフィルタ(LPF)16と、積分器12からの速度VLの絶対値を求める絶対値演算部17と、積分器14からの速度VRの絶対値を求める絶対値演算部18と、絶対値演算部17の出力と絶対値演算部18の出力をOR演算処理する判定部19と、ローパスフィルタ16の出力値と閾値αを比較判定する閾値判定部20と、判定部19の出力値と閾値βを比較判定する閾値判定部21と、閾値判定部20の出力と閾値判定部21の出力をAND演算処理を行ってエアバッグ点火装置(図示せず)へ出力する判定部22とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a specific circuit configuration of the
In the figure, the activation determination device integrates the high-pass filter (HPF) 11 to which the left front acceleration sensor signal LS from the left
次に、動作について、先ず、図3のフローチャートを参照して説明する。
ステップST1において、左側フロント加速度センサ4から左側フロント加速度センサ信号が入力され、ステップST2において、ECU2内に配置された低域ドリフト成分を抑制するハイパスフィルタ11を通し、ステップST3において、積分器12により速度VLが計算される。同様に、ステップST4において、右側フロント加速度センサ5から右側フロント加速度センサ信号が入力され、ステップST5において、同じくECU2内に配置された低域ドリフト成分を抑制するハイパスフィルタ13を通し、ステップST6において、積分器14により速度VRが計算される。
Next, the operation will be described first with reference to the flowchart of FIG.
In step ST1, a left front acceleration sensor signal is input from the left
次いで、ステップST7において、相似関数演算部15により速度VLおよび速度VRに関する信号から相似関数演算処理がなされると共に、速度VLおよび速度VRに関する信号から絶対値演算部17および18で絶対値を演算し、その出力を判定部19でOR演算による処理を行い、ステップST8において、相似関数演算部15からローパスフィルタ16を通して供給された出力値と閾値αの比較判定が閾値判定部20でなされ、また、判定部19の出力値と閾値βの比較判定が閾値判定部21でなされ、各出力値が閾値を超えたか否かが判別される。そして、さらに、ステップST8で判定部22でAND演算処理で各出力値が共に閾値を超えた場合には、ステップST9において、エアバッグ点火装置(図示せず)を点火し、ステップST10において、エアバッグ(図示せず)が作動する。
Next, in step ST7, the similarity
一方、ステップST8で各出力値が共に閾値を超えない場合には、ステップST1およびST4に戻って、上述の動作を繰り返す。つまり、ステップST8で各出力値が共に閾値を超えない場合には、次の時刻についての左右のフロント加速度センサ信号を取り込み、サンプリングする動作を繰り返す。 On the other hand, if each output value does not exceed the threshold value in step ST8, the process returns to steps ST1 and ST4 and the above-described operation is repeated. That is, if each output value does not exceed the threshold value in step ST8, the left and right front acceleration sensor signals for the next time are taken and sampled repeatedly.
更に、図2の動作について、図4〜図8を参照して詳述する。
左側フロント加速度センサ4からの左側フロント加速度センサ信号が、ECU2内に配置されたハイパスフィルタ11を通して低域ドリフト成分を抑制された後、積分器12により速度VLが計算される。同様に、右側フロント加速度センサ5からの右側フロント加速度センサ信号が、ECU2内に配置されたハイパスフィルタ13を通して低域ドリフト成分を抑制された後、積分器14により速度VRが計算される。速度VLおよびVRの信号から相似関数演算部15において、相似性を示す値γxyが計算される。この相似性を示す値γxyは、ローパスフィルタ16を通して高域の不要なノイズを低減した後閾値判定部20に供給され、閾値判定部20により設定した閾値αを超えたとき論理値“1”を出力し、それ以外は論理値“0”を出力する。
2 will be described in detail with reference to FIGS.
After the left front acceleration sensor signal from the left
一方、左側の速度VLの計算値は絶対値演算部17で絶対値が計算され、また、右側の速度VRの計算値は絶対値演算部18で絶対値が計算され、共にOR演算による判定部19に供給され、判定部19は、VLあるいはVRの速度の大きい方の値Vmaxを閾値判定部21に出力し、閾値判定部21では、入力された値が予め設定した閾値βを超えたとき論理値“1”を出力し、それ以外は論理値“0”を出力する。
On the other hand, the absolute value of the calculated value of the left speed VL is calculated by the absolute
最後に、判定部22により、閾値判定部20の出力値と閾値判定部21の出力値に対してAND演算処理がなされ、各出力値が両方とも論理値“1”である場合に、判定部22より論理値“1”が出力され、図示しないエアバッグ点火装置へ点火信号が印加され、エアバッグが作動する。
Finally, the
なお、相似関数演算部15における相似関数演算は、以下に説明するような方法で計算される。現在の時刻をtとし、このときの左側フロント加速度センサ信号のサンプル値はx(t)で表させる。周期Δtでサンプリングしたとき、(n-1)サンプル前の値はx(t-(n-1)Δt)となる。現在時刻から、過去にさかのぼってn個の値をメモリに蓄えるとき、これらをベクトルxnとして表すと、以下のように表される。
The similarity function calculation in the similarity
同様に、右側フロント加速度センサ信号についてn個の値をメモリ(図示せず)に蓄えるとき、これらのベクトルynとすると、以下のように表される。
図4にメモリ(図示せず)に蓄えられたデータ配列を示す。
Similarly, when n values of the right front acceleration sensor signal are stored in a memory (not shown), assuming these vectors yn, they are expressed as follows.
FIG. 4 shows a data array stored in a memory (not shown).
2つのベクトルxn、ynの相似性を示す関数γxy=f(xn,yn)は、次式で与える。
ここで、Gxy、Gxx、Gyy は次式で表される。
A function γ xy = f (x n , y n ) indicating the similarity between two vectors x n and y n is given by the following equation.
Here, G xy, G xx, and G yy are expressed by the following equations.
相似関数演算は、正規化したベクトルの内積を表している。低域成分はハイパスフィルタ11、13により抑制されるため、左右の波形が似ている場合0となり、似ていない場合に値が大きくなってくる。例えば、図5(a)の実線は、斜突の波形を表す左側フロント加速度センサ信号をハイパスフィルタ11を通した後積分器12で積分して速度VLを求めた値である。左側斜突であるため速度は大きく出ていることがわかる。一方、図5(a)の点線は、正突の波形を表している。速度はそれほど大きくなく、全体的になだらかな波形となる。
The similarity function calculation represents the inner product of normalized vectors. Since the low-frequency component is suppressed by the high-
また、図5(b)の実線は、斜突の波形を表す右側フロント加速度センサ信号をハイパスフィルタ13を通した後積分器14で積分して速度VRを求めた値である。左側斜突であるため最初の速度は小さく徐々に大きくなる。一方、図5(b)の点線は、正突の波形を表しており、左側フロント加速度センサ4の速度演算結果とそれほど差がない波形となる。
Further, the solid line in FIG. 5B is a value obtained by integrating the right front acceleration sensor signal representing the oblique waveform through the high-
図5(c)は、相似関数演算部15における相似関数計算結果を示している。実線は斜突時を示しているが、衝突初期で左右の速度波形が相似でなく急激に立ち上がるため、斜突と判定できることがわかる。衝突後期は急激な波形の変化がないため0に近づく。一方、正突の場合は左右の波形にそれほど差がないため、図に示していないが0に近い値となり、斜突ではないと判定される。
FIG. 5C shows a similarity function calculation result in the
図6は、実施の形態1による乗員保護装置の起動判定装置が行う衝突判定の対象となる衝突形態を示す説明図である。
図6(a)は、車体1が壁状の剛体30に正面から衝突する正突を示すものである。図6(b)は、コンクリートブロックなどのような形状をした剛体30に、車体1のフロント部の左右いずれか半分が衝突するOffset Rigid Barrier(以下、ORBと記載する)衝突を示すものである。図6(c)は、ラフロード走行を示すものである。図6(d)は、コンクリートや大型トラックなどの剛体30と衝突した際に、例えば、大型トラックの下側に車体1が潜り込むアンダーライド衝突を示すものである。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a collision mode that is a target of a collision determination performed by the activation determination device for the occupant protection device according to the first embodiment.
FIG. 6A shows a frontal collision in which the
図6(e)は、剛性を有する円柱状の電柱などの柱31に正面から衝突するポール突を示すものである。図6(f)は、電柱などの柱31が車体1の中央から左右いずれかにそれて衝突するオフセットポール突である。図6(g)は、コンクリートの壁などの剛体30に車体1が斜めに衝突する斜突を示すものである。図6(h)は、反対車線を対向して走ってきた(壁などに比べて柔らかい)アルミハニカムなどの車体模擬32とフロント部の半分が正面衝突するOffset Deformable Barrier(以下、ODBと記載する)衝突を示すものである。図6(i)は、牛や馬などの大型動物33と正面衝突する動物衝突を示すものである。
FIG. 6 (e) shows a pole protrusion that collides from the front with a
本実施の形態の車両の乗員保護装置の起動判定装置は、図6(b)のORB、図6(f)のオフセットポール突、図6(g)の斜突、図6(h)のODB突の判定に対して有効に作用する。 The activation determination device for the vehicle occupant protection device according to the present embodiment includes the ORB in FIG. 6B, the offset pole protrusion in FIG. 6F, the oblique protrusion in FIG. 6G, and the ODB in FIG. It works effectively for collision detection.
図7は、各衝突形態の波形についての特徴をまとめて示したものである。
これからわかるように、(c)オフセットポール突、斜突、ODB突について、車体1のフロント部に備えられた左側フロント加速度センサ4と、右側フロント加速度センサ5によって検出された加速度波形は、衝突側の波形が大きくなり、また、左右の差も大きく発生することがわかる。この実施の形態1の車両乗員保護装置の起動判定装置は、衝突初期の左右の波形の差が大きくなることを利用して衝突形態を判定している。
FIG. 7 collectively shows the characteristics of the waveforms of the respective collision modes.
As can be seen from this, (c) the acceleration waveforms detected by the left
以上のように、実施の形態1によれば、車体1に右側フロント加速度センサ4と左側フロント加速度センサ5の出力に対して、車体1が斜突した際に発生する加速度波形により、その相似性を判断することで斜突と判定できるため、エアバッグの展開を適確に制御できるという効果がある。
また、左右バック加速度センサ信号の2つのベクトルがどの程度似ているかを表すベクトル相似関数(正規化したベクトルの内積)により判定することで、フロアセンサを用いることなくECUにより精度よく斜突の起動判定を行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, the similarity between the outputs of the right
In addition, by judging by the vector similarity function (inner product of normalized vectors) indicating how similar the two vectors of the left and right back acceleration sensor signals are, the ECU can start the oblique collision with high accuracy without using the floor sensor. Judgment can be made.
実施の形態2.
図8は、この発明の実施の形態2による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。なお、図1に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態では、図1と同様に、ECU2、ECU加速度センサ3、左側フロント加速度センサ4および右側フロント加速度センサ5が車体1に搭載され、左側フロント加速度センサ4とECU2が左側フロント加速度センサ用通信ケーブル6により接続され、右側フロント加速度センサ5とECU2が左側フロント加速度センサ用通信ケーブル7により接続される他に、更に、本実施の形態では、左側バック加速度センサ40、右側バック加速度センサ41が車体1に搭載され、左側バック加速度センサ40とECU2とが左側バック加速度センサ用通信ケーブル42で接続され、右側バック加速度センサ41とECU2とが右側バック加速度センサ用通信ケーブル43で接続される。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of the activation determination device for a vehicle occupant protection device according to
In the present embodiment, as in FIG. 1, the
なお、図8に示した車体1には図示されていないが、図1に示したものと同様に、助手席エアバッグ8と運転席エアバッグ9が備えられている。また、図1に示した車体1と同様に、車体1の全長を表す方向をX方向とし、車体1の車幅を表す方向をY方向とし、車体1の車高を表す上下方向をZ方向と仮定する。
Although not shown in the
このように、実施の形態2乗員保護装置の起動判定装置は、上記実施の形態1において説明した左側フロント加速度センサ4、右側フロント加速度センサ5、およびECU加速度センサ3を備えた構成に、車体1後方部にX方向の加速度を検出する左側バック加速度センサ40および右側バック加速度センサ41を加えて構成したものである。
As described above, the activation determination device for the occupant protection device according to the second embodiment includes the
また、実施の形態2による乗員保護装置の起動判定装置に用いられるECU2は、上記実施の形態1の図2と同様に左側フロント加速度センサ信号が入力されるハイパスフィルタ11、積分器12、右側フロント加速度センサ信号が入力されるハイパスフィルタ13、積分器14、相似関数演算部15、ローパスフィルタ16、絶対値演算部17,18、OR演算による判定部19、閾値判定部20,21、AND演算による判定部22を備えている。
Further, the
次に、動作について説明する。
実施の形態2による乗員保護装置の起動判定装置は、左側バック加速度センサ40および右側バック加速度センサ41によって検出された左右のバック加速度を示す信号をECU2へ入力し、左側フロント加速度センサ4または右側フロント加速センサ5によって検出された左右のフロント加速度と同様に演算処理を行い、助手席エアバッグ8および運転席エアバッグ9の起動判定を行う。ここでは、上記実施の形態1において説明したECU2の処理動作と同様に行われる詳細な動作説明を省略する。
Next, the operation will be described.
The activation determination device for an occupant protection device according to the second embodiment inputs signals indicating left and right back accelerations detected by the left
以上のように、実施の形態2によれば、車体1のフロント部に左側フロント加速度センサ4および右側フロント加速度センサ5を、また車体中央部にECU加速度センサ3を、また、車体後方部に左側バック加速度センサ40および右側バック加速度センサ41を備えたので、車体1の前方斜突だけでなく後方斜突についても高速で精度よく検出し、エアバッグの展開を的確に制御できるという効果がある。
As described above, according to the second embodiment, the left
1 車体、2 ECU、3 ECU加速度センサ、4 左側フロント加速度センサ、5 右側フロント加速度センサ、6 左側フロント加速度センサ用通信ケーブル、7 右側フロント加速度センサ用通信ケーブル、8 助手席エアバッグ、9 運転席エアバッグ、11,13 ハイパスフィルタ(HPF)、12,14 積分器、15 相似関数演算部、16 ローパスフィルタ(LPF)、17,18 絶対値演算部、19 OR演算による判定部、20,21 閾値判定部、22 AND演算による判定部、30 剛体、31 円柱状の柱、32 車体模擬、33 大型動物、40 左側バック加速度センサ、41 右側バック加速度センサ、42 左側バック加速度センサ用通信ケーブル、43 右側バック加速度センサ用通信ケーブル。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、
上記左側フロント加速度センサと、上記右側フロント加速度センサとの相似性を計算した結果に基づき、設定した第1の閾値を超えたことで衝突判定を行う衝突判定手段と
を備えたことを特徴とする車両の乗員保護装置の起動判定装置。 A left front acceleration sensor for detecting a collision of the left front part of the vehicle body,
A right front acceleration sensor for detecting a collision of the right front part of the vehicle body,
And a collision determination means for performing a collision determination by exceeding a set first threshold based on a result of calculating a similarity between the left front acceleration sensor and the right front acceleration sensor. Activation determination device for vehicle occupant protection device.
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