JP2012166619A - 衝突検知装置及び乗員保護システム - Google Patents

Abstract

【課題】衝突の判定精度の向上。
【解決手段】車両の外装部材の内側に近接して構成される空間Ｓの圧力を検出する圧力センサ３１と、車体の加速度を検出する加速度センサ３２と、を備え、単位時間当りの前記圧力の変化量に基づいて衝突が起きたとの判定が為され、且つ、前記加速度に基づいて衝突が起きたとの判定が為された場合に、衝突が実際に起きたとの最終判定を行うこと。電子制御装置１０は、その最終判定に従って乗員保護装置２０を動作させる。その最終判定の際には、加速度センサ３２で検出した加速度が小さいほど単位時間当りの圧力の変化量が大きくなければ衝突が起きたと判定させないことが望ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭乗している乗員を保護する際の衝突検知装置及び乗員保護システムに関する。

従来、車両には、車両の衝突を検知する衝突検知装置と、車両が衝突した際に車室内の乗員を保護することのできる乗員保護装置と、を備えた乗員保護システムが搭載されている。その乗員保護装置としては、衝突の際に展開させる所謂エアバッグが知られている。例えば、下記の特許文献１には、車体のクロスメンバ上又はクロスメンバに近接するフロアパン上に加速度センサを配設し、この加速度センサの検出信号に基づき得られる車体への入力荷重から側面衝突を検知する衝突検知装置の搭載された乗員保護システムについて開示されている。また、下記の特許文献２には、圧力センサで検出した圧力によるエアバッグの展開判断が展開を行う判断で、且つ、加速度センサで検出した加速度によるエアバッグの展開判断が展開を行う判断の場合に、エアバッグを展開させるとの判断を行う衝突検知装置の搭載された乗員保護システムについて開示されている。その圧力センサは、車両の側面のドアにおいて、アウタパネルとインナパネルで密閉する領域の圧力を検出するセンサである。一方、加速度センサは、車室内位置に設けられ、衝突により乗員に加わる加速度を検出するセンサである。

特開平５−１８８０７７号公報 特開２００８−０８０９７９号公報

しかしながら、上記特許文献１の様にクロスメンバ等の加速度に基づいて側面衝突か否かの判定を行う場合には、例えばドアアウタにボール等の物体がぶつかっただけであり、乗員保護装置を動作させるまでもない状況下においても、側面衝突であると判定され、乗員保護装置が動作してしまう虞がある。このように、車体に取り付けた加速度センサの検出値だけで側面衝突か否かの判定を行うと、衝突検知装置は、側面衝突との判定を行いたくない場合でも、側面衝突であると誤判定してしまう可能性がある。ここで、上記特許文献２の様に、ドアのアウタパネルとインナパネルとの密閉空間の圧力による判定を併用することで、その様な誤判定を減らすことはできる。しかしながら、圧力センサは、例えば、上記の様に物体が当たったときや、高速走行時のトンネルの出入りの際にも、増加した圧力を検出する。これが為、その検出した圧力の値が所定の判定閾値を超えたときには、結局の所、側面衝突であるとの誤判定を行ってしまう。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、衝突の判定精度を向上させた衝突検知装置及び乗員保護システムを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、本発明に係る衝突検知装置は、車両の外装部材の内側に近接して構成される空間の圧力を検出する圧力センサと、車体の加速度を検出する加速度センサと、を備え、単位時間当りの前記圧力の変化量に基づいて衝突が起きたとの判定が為され、且つ、前記加速度に基づいて衝突が起きたとの判定が為された場合に、衝突が実際に起きたとの最終判定を行うことを特徴としている。

また、上記目的を達成する為、本発明に係る乗員保護システムは、車両の外装部材の内側に近接して構成される空間の圧力を検出する圧力センサと、車体の加速度を検出する加速度センサと、車室内の乗員を保護する乗員保護装置と、を備え、単位時間当りの前記圧力の変化量に基づいて衝突が起きたとの判定が為され、且つ、前記加速度に基づいて衝突が起きたとの判定が為された場合に、衝突が実際に起きたとの最終判定を行って、前記乗員保護装置を動作させることを特徴としている。

ここで、前記単位時間当りの圧力の変化量に基づいた衝突判定は、前記加速度センサで検出した加速度が小さいほど前記単位時間当りの圧力の変化量が大きくなければ衝突が起きたと判定させないことが望ましい。

本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムは、車両の外装部材の内側に近接して構成される空間（例えば衝突箇所に隣接する空間）の単位時間当りの圧力の変化量と車体の加速度とに基づいて夫々に衝突判定を行う。そして、この衝突検知装置及び乗員保護システムは、双方の衝突判定で乗員保護装置の動作を要する衝突が起きたと判定された場合、そのような衝突が実際に起きたとの最終的な判定を行う。これにより、その最終判定に基づいて乗員保護装置を動作させることができる。これに対して、この衝突検知装置及び乗員保護システムは、その内の一方でも乗員保護装置の動作を要する衝突ではないと判定された場合、乗員保護装置を動作させない。このように、この衝突検知装置及び乗員保護システムは、衝突判定の判定精度が向上し、乗員保護装置の動作を要する衝突が実際に起きた場合に、その旨の判定が為され、乗員保護装置の動作を要しない衝撃や衝突形態の場合に、乗員保護装置の動作を要する衝突ではないとの判定が為されるようになる。

図１は、本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムの構成の一例を示す図である。 図２は、圧力センサの配置について説明する図である。 図３は、本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムの全体の動作を説明するフローチャートである。 図４は、本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムの圧力勾配に基づく衝突判定動作を説明するフローチャートである。 図５は、圧力勾配に基づく衝突判定マップの一例を示す図である。 図６は、側面衝突試験について説明する図である。 図７は、本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムの加速度に基づく衝突判定動作を説明するフローチャートである。 図８は、乗員保護装置の動作を要する側突時の横加速度Ｇｙと閾値Ｇｙ０について説明する図である。 図９は、乗員保護装置の動作を要する側突ではないときの横加速度Ｇｙと閾値Ｇｙ０について説明する図である。 図１０は、衝突判定マップの作成の際に収集されたデータ及び衝突判定マップを示す図である。 図１１は、衝突判定マップの作成工程を説明するフローチャートである。 図１２は、本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムの圧力と圧力勾配に基づく衝突判定動作を説明するフローチャートである。

以下に、本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例］
本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムの実施例を図１から図９に基づいて説明する。

図１の符号１は、本実施例の乗員保護システムを示す。この乗員保護システム１は、電子制御装置（ＥＣＵ）１０により動作するものであり、車両が衝突した際に車室内の乗員を保護する乗員保護装置２０を備えている。その乗員保護装置２０としては、衝突の際に展開させることで乗員を保護する所謂エアバッグが搭載されている。

ここで、この乗員保護装置２０は、車両の衝突が検知されたことを契機にして電子制御装置１０が動作させる。従って、この乗員保護システム１には、車両の衝突を検知する衝突検知装置が設けられている。この例示では、電子制御装置１０に衝突検知装置の演算処理機能を持たせる。以下に、この衝突検知装置について詳述する。

この衝突検知装置は、車両の外装部材の内側に近接して構成される空間の単位時間当りの圧力の変化量（以下、「圧力勾配」という。）ΔＰと車体の加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ、前後加速度Ｇａ）とに基づいて、乗員保護装置２０の動作を要する衝突であるのか否かの判定を行う。その空間を設ける場所は、車体の側面、前面又は後面の内の少なくとも１箇所である。従って、外装部材とは、車両の外板パネルやカウル、例えばドアパネルや前後のバンパ等ことを云う。そして、ここで云う近接とは、その外装部材の内側の直ぐ近くに空間が存在することを示している。具体的には、少なくとも外装部材よりも車両内側で且つ客室（所謂キャビン）を構成する部材（ドアトリムやダッシュパネル等）よりも車両外側に空間が存在することを示している。故に、その空間とは、ドアを構成する部材（例えばドアアウタとドアインナ等）やバンパを構成する部材（例えばバンパアブソーバとバンパリーンフォース等）等により成る。例えば、その空間は、乗員保護装置２０の動作を誘引する衝突箇所であり、その衝突箇所に隣接する部分やその衝突箇所の近傍に設けることが好ましい。また、この空間とは、衝撃等の力が外部から加わったときや外部で急激な気圧変化が起きたときに内部の圧力が変化する空間のことであり、気密性の高い密閉空間だけでなく、外部から力が加わったとき等に瞬間的にでも内部の圧力に変化が表れる程度まで塞がれてはいるが、隙間や開口等を有している空間も含む。

ここでは、側面衝突（以下、「側突」という。）の検知を例に挙げて衝突検知装置を説明する。車両側面のドア１００は、インナパネル１０１が外板となるアウタパネル１０２に覆われており、このインナパネル１０１とアウタパネル１０２によって形成された上記の如き空間Ｓを備えている。乗員保護装置２０の動作を要する側突の際にはアウタパネル１０２が凹むので、その空間Ｓにおいては、容積の減少と共に圧力Ｐが上昇する。これが為、乗員保護装置２０の動作を要する側突を検知する為には、その空間Ｓの圧力Ｐの変化を観察すればよい。従って、ドア１００には、その空間Ｓの圧力Ｐを検出する圧力センサ３１が取り付けられている（図１，２）。この例示では圧力センサ３１をインナパネル１０１のアウタパネル１０２側、つまり空間Ｓの中に取り付けているが、その圧力センサ３１は、検出部が空間Ｓの中に配置されるのであれば、インナパネル１０１のドアトリム１０３側に本体部分を取り付けてもよい。

１台の車両においては、その圧力センサ３１を左右夫々のドア１００に少なくとも１つずつ配設する。また、車両の一方の側面に複数枚のドア１００が存在している場合には、夫々のドア１００に圧力センサ３１を設けてもよい。

この圧力センサ３１の検出信号は、電子制御装置１０に送信される。そして、その電子制御装置１０では、その検出信号に基づいて圧力勾配ΔＰを演算する。この電子制御装置１０は、その圧力勾配ΔＰと所定の閾値ΔＰ０（＞０）とを比較し、圧力勾配ΔＰが正（つまり圧力Ｐが増加している）で且つ閾値ΔＰ０よりも大きいときに、乗員保護装置２０の動作を要する衝突が起きたとの判定を行う。

加速度センサ３２は、側突によって変形し難い箇所、例えば、フロアパネルやフロアトンネル、電子制御装置１０の筐体等に配設する。その変形し難い箇所とは、衝撃（後述するボールが当たった場合等）や衝突等の外部からの力が車体側面に加わった際に、多少の変形が部品に生じるとしても変形に伴う加速度成分を発生させない当該部品上の箇所（つまり変形に伴う加速度成分を加速度センサ３２から出力させない箇所）のことであり、その際に変形しない箇所も含む。より細かく云えば、この変形し難い箇所とは、衝突による加速度変化が生じる箇所ではあるが、衝撃による加速度変化が生じない又は衝撃による加速度変化を生じさせ難い箇所である。故に、ここに配設した加速度センサ３２からは、衝突が起きたときの方が、衝撃が加わったときよりも大きな加速度変化が検出される。この加速度センサ３２は、側突を判断するものであるので、車体の横加速度Ｇｙを検出する。この加速度センサ３２の検出信号も、電子制御装置１０に送信される。その電子制御装置１０では、その検出信号に基づく横加速度Ｇｙと所定の閾値Ｇｙ０とを比較し、横加速度Ｇｙが閾値Ｇｙ０よりも大きいときに、乗員保護装置２０の動作を要する衝突が起きたとの判定を行う。尚、車両の挙動安定化制御等に用いる横加速度検出用の加速度センサが既に存在している場合には、その加速度センサが側突によって変形し難い箇所に配置されているのならば、この加速度センサの検出信号を利用してもよい。

この衝突検知装置は、その圧力勾配ΔＰに基づく衝突判定により乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定され、且つ、その横加速度Ｇｙに基づく衝突判定により乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定された場合に、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたとの最終判定を行う。この乗員保護システム１においては、その最終判定が為されたときに乗員保護装置２０を動作させる一方、圧力勾配ΔＰに基づく衝突判定と横加速度Ｇｙに基づく衝突判定の内の一方でも乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないと判定された場合、乗員保護装置２０を動作させない。

具体的に、電子制御装置１０は、図３のフローチャートに示すように、空間Ｓの圧力勾配ΔＰに基づく衝突判定を実行する（ステップＳＴ１０）。この判定については、後で詳述する。

電子制御装置１０は、その圧力勾配ΔＰに基づく衝突判定の判定結果が乗員保護装置２０の動作を要する側突であるのか否かを判定する（ステップＳＴ２０）。ここで、その判定結果が乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないことを示していれば、電子制御装置１０は、本演算処理を一旦終わらせ、同様の演算処理を繰り返す。一方、その判定結果が乗員保護装置２０の動作を要する側突であることを示している場合、この電子制御装置１０は、加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）に基づく衝突判定を実行する（ステップＳＴ３０）。この判定についても後で詳述する。

電子制御装置１０は、その加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）に基づく衝突判定の判定結果が乗員保護装置２０の動作を要する側突であるのか否かを判定する（ステップＳＴ４０）。ここで、その判定結果が乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないことを示していれば、電子制御装置１０は、本演算処理を一旦終わらせ、同様の演算処理を繰り返す。一方、その判定結果が乗員保護装置２０の動作を要する側突であることを示している場合、この電子制御装置１０は、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたとの最終判定を行う（ステップＳＴ５０）。電子制御装置１０は、その最終判定を以て、乗員保護装置２０を動作させる（ステップＳＴ６０）。ここでは側突を例に挙げているので、電子制御装置１０は、サイドエアバッグやカーテンシールドエアバッグ等の側突の際に動作させる乗員保護装置２０を起動させる。

ここで、図３では圧力勾配ΔＰに基づく衝突判定の実行の後、加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）に基づく衝突判定を行うことになっているが、この乗員保護システム１においては、その順序が入れ替わっていてもよく、また、夫々を同時並行に実行してもよい。

さて、以下に、空間Ｓの圧力勾配ΔＰに基づく衝突判定と加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）に基づく衝突判定について説明する。

圧力勾配ΔＰに基づく衝突判定については、図４のフローチャートに示すように、電子制御装置１０による空間Ｓの圧力Ｐの検出から始まる（ステップＳＴ１１）。電子制御装置１０は、その圧力Ｐ（ｎ）と１工程前に検出された圧力Ｐ（ｎ−１）とを比較し（ｎ＝１，２，…）、空間Ｓの圧力Ｐが上昇したのか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。その１工程は、電子制御装置１０の演算周期又は圧力センサ３１の検出周期により決めればよい。

電子制御装置１０は、圧力Ｐが上昇していなければ、本演算処理を一旦終わらせ、同様の演算処理を繰り返させる一方、圧力Ｐが上昇していれば、空間Ｓの圧力勾配ΔＰ｛＝Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）｝を演算する（ステップＳＴ１３）。そして、その圧力勾配ΔＰが所定の閾値ΔＰ０よりも大きいのか否かを判定する（ステップＳＴ１４）。ここでは、図５の圧力勾配ΔＰに基づく衝突判定マップを用いて判定を行う。その衝突判定マップは、横軸を圧力Ｐ、縦軸を圧力勾配ΔＰにしている。

ここで、閾値ΔＰ０について説明する。車両が乗員保護装置２０の動作を要する衝突を起こした際には、そのような衝突以外の力が外部からアウタパネル１０２に加わったときや外部で急激な気圧変化等が起きたときと比べて、空間Ｓの容積の変化が大きくなり、その圧力Ｐも大きく上昇する。従って、車両が乗員保護装置２０の動作を要する衝突を起こしたときの圧力勾配ΔＰとそれ以外のときの圧力勾配ΔＰとでは、その衝突時の圧力勾配ΔＰの方が大きくなる。

閾値ΔＰ０の設定の目安として、図６の台車２００を用いた側面衝突試験を行う。その側面衝突試験は、法規で定められている側面衝突試験と同等の試験条件（台車２００の衝突時の速度等）を利用すればよい。その試験の結果、圧力センサ３１の検出信号に基づいて、乗員保護装置２０の動作を要する側突時の圧力勾配ΔＰの最低値を得ることができる。従って、閾値ΔＰ０は、その圧力勾配ΔＰの最低値又は測定誤差等を考慮に入れたこれよりも低い値に設定すればよい。

尚、その乗員保護装置２０の動作を要する側突以外の条件で実験を行い、その結果を閾値ΔＰ０の設定の際の参考にしてもよい。例えば、ボールがアウタパネル１０２に当たったときの圧力勾配ΔＰ、自転車がアウタパネル１０２に衝突したときの圧力勾配ΔＰ、バット等でアウタパネル１０２を叩いたときの圧力勾配ΔＰ、近くで大きな衝撃音が鳴ったとき（つまり大きな音圧が発生したとき）の圧力勾配ΔＰ、ドア１００を強く閉めたときの圧力勾配ΔＰ、勢いよく開けたドア１００のアウタパネル１０２がポールや電柱等の物体に当たったときの圧力勾配ΔＰ、高速走行でトンネルに侵入したとき（つまり大きな気圧変化が発生したとき）の圧力勾配ΔＰ、高速走行でトンネルから出たとき（つまり大きな気圧変化が発生したとき）の圧力勾配ΔＰ等を調べればよい。これらの条件は、全て、乗員保護装置２０を動作させる必要性の低いものであるが、空間Ｓの圧力Ｐに変化を及ぼすものでもあるからである。

電子制御装置１０は、ステップＳＴ１４で圧力勾配ΔＰが閾値ΔＰ０よりも大きいと判定した場合、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定し（ステップＳＴ１５）、圧力勾配ΔＰが閾値ΔＰ０を超えていないと判定した場合、乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないと判定する（ステップＳＴ１６）。電子制御装置１０は、その判定結果を上記のステップＳＴ２０の判断に利用する。

次に、加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）に基づく衝突判定については、図７のフローチャートに示すように、電子制御装置１０による加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）の検出から始まる（ステップＳＴ３１）。電子制御装置１０は、その検出した加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）が所定の閾値ΔＧ０（ΔＧｙ０）よりも大きいのか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。

加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）は、乗員保護装置２０の動作を要する衝突が原因で変化する場合、図８に示すように、時間の経過と共に増加して、何れ減少していく。そのような側突が起きたときには、図８に示すように、増加していく横加速度Ｇｙが閾値ΔＧｙ０を超える。従って、電子制御装置１０は、加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）が閾値ΔＧ０（ΔＧｙ０）よりも大きいと判定した場合、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定する（ステップＳＴ３３）。電子制御装置１０は、その判定結果を上記のステップＳＴ４０の判断に利用する。

一方、加速度センサ３２は側突によって変形し難い箇所に配置しているので、これにより検出される加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）は、乗員保護装置２０の動作を要する衝突以外の力がアウタパネル１０２に加わった場合や外部で急激な気圧変化等が起きた場合、図９に示すように、乗員保護装置２０の動作を要する衝突が起きたときと比べて変化が少なく、また、条件によっては殆ど変化しない。従って、閾値ΔＧ０（ΔＧｙ０）は、上記の側面衝突試験の試験結果により得られた加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）の値を加味しつつ、これらの場合の曲線により得られる値よりも大きい値に設定する。電子制御装置１０は、加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）が閾値ΔＧ０（ΔＧｙ０）を超えていないと判定した場合、乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないと判定する（ステップＳＴ３４）。電子制御装置１０は、その判定結果を上記のステップＳＴ４０の判断に利用する。尚、その図９においては、自転車がアウタパネル１０２に衝突した等の極軽微な衝突、ボールがアウタパネル１０２に当たったときの衝撃、バットでアウタパネル１０２を叩いたときの衝撃、勢いよく開けたドア１００のアウタパネル１０２が外の物体に当たったときの衝撃を例示している。

以上示したように、この乗員保護システム１は、衝突箇所に隣接するドア１００の空間Ｓの圧力勾配ΔＰと車体の横加速度Ｇｙとに基づいて夫々に衝突判定を行う。そして、この乗員保護システム１は、双方の衝突判定で乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定された場合、そのような側突が実際に起きたとの最終的な判定を行って乗員保護装置２０を動作させ、その内の一方でも乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないと判定された場合、乗員保護装置２０を動作させない。従って、この乗員保護システム１は、衝突判定の判定精度が向上し、乗員保護装置２０の動作を要する側突が実際に起きた場合に、その旨の判定が為され、乗員保護装置２０の動作を要しない衝撃や衝突形態の場合に、乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないとの判定が為されるようになる。

例えば、電子制御装置１０は、ボールがアウタパネル１０２に当たった場合、自転車がアウタパネル１０２に衝突した場合、バット等でアウタパネル１０２を叩いた場合、近くで大きな衝撃音が鳴った場合（大きな音圧が発生した場合）、勢いよく開けたドア１００のアウタパネル１０２がポールや電柱等の物体に当たった場合に、空間Ｓの圧力勾配ΔＰが閾値ΔＰ０を超えてしまい、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定する可能性がある。しかしながら、これらの場合には、加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）が閾値ΔＧ０（ΔＧｙ０）を超えないので、ここで乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないと判定され、乗員保護装置２０の起動を回避することができる。

また、電子制御装置１０は、ドア１００を強く閉めた場合、悪路走行中の場合、旋回中の場合に、横加速度Ｇｙが閾値ΔＧｙ０を超えてしまい、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定する可能性がある。しかしながら、これらの場合には、空間Ｓの圧力勾配ΔＰが閾値ΔＰ０を超えないので、ここで乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないと判定され、乗員保護装置２０の起動を回避することができる。

このように、この乗員保護システム１は、圧力勾配ΔＰは大きいが加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）が小さい場合、加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）は大きいが圧力勾配ΔＰが小さい場合に、乗員保護装置２０を動作させてしまう誤判定を避けることができる。つまり、この乗員保護システム１は、加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）が小さいほど圧力勾配ΔＰが大きくなければ側突が起きたと判定させず、乗員保護装置２０を起動させない。

更に、この乗員保護システム１は、衝突判定の判定精度の向上によって誤判定による乗員保護装置２０の動作を回避できるので、その乗員保護装置２０の補修、つまり展開したエアバッグの交換や火薬の補充等に要する手間や費用を抑えることができる。

ここで、圧力センサ３１の検出信号を利用した衝突判定は、以下の形態のものに置き換えてもよい。例えば、衝突検知装置には、空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）と圧力勾配ΔＰ（ｔ）とに基づいて、乗員保護装置２０の動作を要する衝突であるのか否かの判定を行わせる。

先ず、乗員保護装置２０の動作を必要としない衝撃力がドア１００に加わったときの空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）及び圧力勾配ΔＰ（ｔ）と、乗員保護装置２０の動作を必要とする衝撃力がドア１００に加わったときの空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）及び圧力勾配ΔＰ（ｔ）と、を比較する（図１０）。

図１０において一点鎖線や二点鎖線、破線で示す曲線は、乗員保護装置２０の動作を必要としない衝撃力がドア１００に加わったとき、つまり衝突でないと判定すべきときの一例である。一点鎖線や二点鎖線で示す曲線は、例えば自転車や人がぶつかったとき、つまり衝撃力の加わる接触面積が大きく（変形が大きく）、且つ、変形速度が小さいので、空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）は大きくなるが、空間Ｓの圧力勾配ΔＰ（ｔ）が小さいときの形態を示すものであり、かかる事例に沿った意地悪評価試験により得る。また、破線で示す曲線は、バットでドアを叩いたときやボールがドアに当たったとき、つまり変形が局所的で、且つ、変形速度が大きくなるので、空間Ｓの圧力勾配ΔＰ（ｔ）は大きくなるが、空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）が小さいときの形態を示すものであり、かかる事例に沿った意地悪評価試験により得る。

一方、図１０において実線で示す曲線は、空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）に対する空間Ｓの圧力勾配ΔＰ（ｔ）が一点鎖線や二点鎖線で示す曲線よりも大きくなっている箇所がある。また、この実線で示す曲線は、空間Ｓの圧力勾配ΔＰ（ｔ）に対する空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）が破線で示す曲線よりも大きくなっている箇所がある。この実線で示す曲線とは、乗員保護装置２０の動作を必要とする衝撃力がドア１００に加わったとき、つまり衝突であると判定すべきときの一例である。この曲線は、前述した側面衝突試験の試験結果により得られたものである。

ここでは、一点鎖線や二点鎖線、破線で示す曲線が含まれる領域を衝突が起きたとの判定が成立しない領域（以下、「衝突判定不成立領域」という。）とする。これに対して、その衝突判定不成立領域以外の領域、つまり同一の圧力Ｐ（ｔ）で観た場合に衝突判定不成立領域よりも圧力勾配ΔＰ（ｔ）が大きい領域については、衝突が起きたとの判定が成立する領域（以下、「衝突判定成立領域」という。）とする。衝突検知装置は、その衝突判定成立領域と衝突判定不成立領域とを含む衝突判定マップを作成することができる。

電子制御装置１０は、側面衝突試験や意地悪評価試験において、図１１のフローチャートに示すように、圧力センサ３１から空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）を検出し（ステップＳＴ１０１）、その圧力Ｐ（ｔ）の検出信号からノイズを除去する（ステップＳＴ１０２）。ステップＳＴ２においては、例えば、ローパスフィルタ等を用いたフィルタ処理を行う。また、この電子制御装置１０は、そのノイズ除去後の圧力Ｐ（ｔ）に基づいて、空間Ｓの圧力勾配ΔＰ（ｔ）を演算する（ステップＳＴ１０３）。

電子制御装置１０は、そのノイズ除去後の圧力Ｐ（ｔ）と圧力勾配ΔＰ（ｔ）がプロットされた図１０の様な試験結果を得る。従って、この電子制御装置１０は、その試験結果に基づいて衝突判定マップを作成する（ステップＳＴ１０４）。例えば、衝突判定成立領域と衝突判定不成立領域との境界線Ｌｂを決め、この境界線Ｌｂに基づいて判定閾値を設定する。その境界線Ｌｂは、例えば、意地悪評価試験により得られた各種の曲線における上端同士を繋ぐ接線とする。判定閾値は、その境界線Ｌｂ又は当該境界線Ｌｂに対して衝突判定不成立領域の拡張方向に平行移動させた線に設定すればよい。図１０の例示では、後者の判定閾値を設定している。この圧力Ｐ（ｔ）と圧力勾配ΔＰ（ｔ）の各要素からなる判定閾値は、衝突判定成立領域と衝突判定不成立領域とを区画する線であり、圧力Ｐ（ｔ）が小さいほど、圧力勾配ΔＰ（ｔ）が大きくなければ乗員保護装置２０の動作を要する衝突が起きたと判定させない。車両には、このようにして作成した衝突判定マップを予め用意しておく。

衝突検知装置は、ドア１００に衝撃力が加わった場合、そのときに検出及び演算された空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）と圧力勾配ΔＰ（ｔ）の組からなる曲線が一部でも衝突判定成立領域に入っていれば、換言するならば、その検出された圧力Ｐ（ｔ）に応じた判定閾値の圧力勾配要素ΔＰ０と演算された圧力勾配ΔＰ（ｔ）とを比較し、圧力勾配ΔＰ（ｔ）が圧力勾配要素ΔＰ０よりも大きければ、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定することができる。これに対して、この衝突検知装置は、ドア１００に衝撃力が加わった場合、そのときに検出及び演算された空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）と圧力勾配ΔＰ（ｔ）の組からなる曲線が衝突判定成立領域に入っていなければ、換言するならば、その検出された圧力Ｐ（ｔ）に応じた判定閾値の圧力勾配要素ΔＰ０と演算された圧力勾配ΔＰ（ｔ）とを比較し、圧力勾配ΔＰ（ｔ）が圧力勾配要素ΔＰ０以下であれば、乗員保護装置２０の動作を要する側突は起きていないと判定することができる。

具体的に、電子制御装置１０は、図１２のフローチャートに示すように、圧力センサ３１から空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）を検出し（ステップＳＴ１１１）、その圧力Ｐ（ｔ）の検出信号からノイズを除去する（ステップＳＴ１１２）。また、この電子制御装置１０は、そのノイズ除去後の圧力Ｐ（ｔ）に基づいて、空間Ｓの圧力勾配ΔＰ（ｔ）を演算する（ステップＳＴ１１３）。

しかる後、この電子制御装置１０は、そのノイズ除去後の圧力Ｐ（ｔ）及び圧力勾配ΔＰ（ｔ）の組と衝突判定マップとを比較する（ステップＳＴ１１４）。そして、この電子制御装置１０は、そのノイズ除去後の圧力Ｐ（ｔ）及び圧力勾配ΔＰ（ｔ）の組が圧力Ｐ（ｔ）の上昇と共に衝突判定成立領域に入るのか否か、つまり、圧力Ｐ（ｔ）の上昇と共に、この圧力Ｐ（ｔ）と組を成す曲線上の圧力勾配ΔＰ（ｔ）が当該圧力Ｐ（ｔ）に応じた判定閾値の圧力勾配要素ΔＰ０よりも大きくなるのか否かを判定する（ステップＳＴ１１５）。

電子制御装置１０は、その圧力勾配ΔＰ（ｔ）が判定閾値の圧力勾配要素ΔＰ０よりも大きくなったならば、衝突判定条件を満たしているので、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定する（ステップＳＴ１１６）。その際、圧力Ｐ（ｔ）及び圧力勾配ΔＰ（ｔ）の組からなる曲線は、図１０の実線で示すように、衝突判定不成立領域から衝突判定成立領域に突入する。

一方、この電子制御装置１０は、その圧力勾配ΔＰ（ｔ）が判定閾値の圧力勾配要素ΔＰ０以下ならば、側突ではないと判定する（ステップＳＴ１１７）。その際、判定に用いた圧力Ｐ（ｔ）及び圧力勾配ΔＰ（ｔ）の組は、衝突判定不成立領域のままである。この場合の電子制御装置１０は、これらの演算処理を空間Ｓの圧力Ｐ（ｔ）の変化が収まるまで繰り返す。

以上示したように、この例示では、その圧力Ｐ（ｔ）が小さいほど、その圧力勾配ΔＰ（ｔ）が大きくなければ、乗員保護装置２０の動作を要する側突が起きたと判定させないようにしている。この場合の乗員保護システム１は、圧力センサ３１の検出信号を利用した衝突判定の判定精度が向上する。従って、この衝突判定と共に加速度Ｇ（横加速度Ｇｙ）に基づく衝突判定を行うことで、この乗員保護システム１は、乗員保護装置２０の動作を要する側突が実際に起きた場合に、その旨の判定がより精度良く為され、乗員保護装置２０の動作を要しない衝撃や衝突形態の場合に、乗員保護装置２０の動作を要する側突ではないとの判定がより精度良く為されるようになる。

ところで、上記の例示では側突時について説明したのでドア１００の空間Ｓを挙げたが、そのような空間Ｓがフロントバンパーやリアバンパー又はこれらを取り付けている車体部分に存在していれば、この乗員保護システム１は、前面衝突や後方からの追突のときに適用してもよい。但し、この場合には、前後加速度Ｇａを検出する加速度センサを前面衝突や後方からの追突によって変形し難い箇所に配設する。また、この場合の乗員保護装置２０は、ステアリングホイールに内蔵されたエアバック等である。

また、上記の例示ではその空間Ｓとして車両の外側の部材と当該車両の内側の部材とから構成されたものを挙げたが、その空間Ｓは、１つの部材により構成されたものであってもよい。

また、この乗員保護システム１は、衝突の際にシートベルトを瞬時に巻き取って乗員の拘束効果を高めるプリテンショナー機構付きシートベルト（乗員保護装置）の動作の要否判定に適用してもよい。

以上のように、本発明に係る衝突検知装置及び乗員保護システムは、衝突の判定精度を向上させる技術に有用である。

１ 乗員保護システム
１０ 電子制御装置
２０ 乗員保護装置
３１ 圧力センサ
３２ 加速度センサ
１０１ インナパネル
１０２ アウタパネル
Ｓ 空間

Claims (4)

1. 車両の外装部材の内側に近接して構成される空間の圧力を検出する圧力センサと、
   車体の加速度を検出する加速度センサと、
   を備え、
   単位時間当りの前記圧力の変化量に基づいて衝突が起きたとの判定が為され、且つ、前記加速度に基づいて衝突が起きたとの判定が為された場合に、衝突が実際に起きたとの最終判定を行うことを特徴とした衝突検知装置。
2. 前記単位時間当りの圧力の変化量に基づいた衝突判定は、前記加速度センサで検出した加速度が小さいほど前記単位時間当りの圧力の変化量が大きくなければ衝突が起きたと判定させないことを特徴とした請求項１記載の衝突検知装置。
3. 車両の外装部材の内側に近接して構成される空間の圧力を検出する圧力センサと、
   車体の加速度を検出する加速度センサと、
   車室内の乗員を保護する乗員保護装置と、
   を備え、
   単位時間当りの前記圧力の変化量に基づいて衝突が起きたとの判定が為され、且つ、前記加速度に基づいて衝突が起きたとの判定が為された場合に、衝突が実際に起きたとの最終判定を行って、前記乗員保護装置を動作させることを特徴とした乗員保護システム。
4. 前記単位時間当りの圧力の変化量に基づいた衝突判定は、前記加速度センサで検出した加速度が小さいほど前記単位時間当りの圧力の変化量が大きくなければ衝突が起きたと判定させないことを特徴とした請求項３記載の乗員保護システム。

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