JP2012176721A - 車両衝突判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ故障時、非故障時を問わず従来と同等の乗員保護性能を確保しつつ、コストの削減を実現可能な車両衝突判定装置を提供する。
【解決手段】車両衝突判定装置は、車両の長さ方向及び幅方向に作用する加速度を検出する第１加速度センサと、前記車両の長さ方向に作用する加速度を検出する第２加速度センサと、前記第２加速度センサが故障したか否かを判定する故障検知手段と、前記第２加速度センサの非故障時には、前記第１及び第２加速度センサから得られる前記車両の長さ方向に作用する加速度に基づいて衝突判定を行う一方、前記第２加速度センサの故障時には、前記第１加速度センサから得られる前記車両の長さ方向及び幅方向に作用する加速度に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両衝突判定装置に関する。

一般的に、車両衝突時に乗員を保護するためのシステムとして、ＳＲＳ(Supplemental Restraint System)エアバッグシステムが知られている。このＳＲＳエアバッグシステムとは、車両の各部に設置されたサテライトセンサから取得した加速度データを基に、車両衝突の発生を検知してエアバッグ等の乗員保護装置を起動するものである。

従来では、車両前部に設置された複数のフロントクラッシュセンサ（ＦＣＳ）と、車両中央部に設置されたＳＲＳユニット（ＳＲＳエアバッグシステムを統括制御するＥＣＵ）内のユニットセンサとから得られる加速度データに基づいて、乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果に応じて乗員保護装置の起動制御を行う技術が知られている（下記特許文献１参照）。

下記特許文献１に記載の技術では、ユニットセンサから得られる加速度データを基に算出した衝突判定用演算値（例えば乗員移動量及び乗員速度変化量）と衝突判定閾値との比較によって衝突判定を行うが、この時、ＦＣＳから得られる加速度データを基に一定以上の衝撃が車両に発生していないと判断される場合には、衝突判定閾値を比較的高い値に設定する一方、一定以上の衝撃が車両に発生したと判断される場合には、衝突判定閾値を比較的低い値に切替える。

これにより、一定以上の衝撃が車両に発生していないと判断される場合（衝突発生の可能性が低い場合）は、衝突判定用演算値が衝突判定閾値を越えにくくなり、乗員保護装置の起動が不要な振動や衝撃等によって誤って乗員保護装置が起動されることを防ぐことができる。一方、一定以上の衝撃が車両に発生したと判断される場合（衝突発生の可能性が高い場合）は、衝突判定用演算値が衝突判定閾値を越えやすくなり、迅速に乗員保護装置を起動させることができる。
つまり、従来では、ＦＣＳから得られる加速度データに応じて衝突判定閾値の高低を切替えることにより、迅速且つ正確な乗員保護装置の起動制御を実現していた。

特開２００６−８８９１３号公報

ところで、近年では、市場から部品コスト削減の要求が強まっており、ＳＲＳエアバッグシステムについても現状での衝突判定性能（乗員保護性能）を維持しつつ、いかに部品コストを削減するのかが大きなテーマとなっている。そこで考えられるのが、ＦＣＳの削除である。ＦＣＳを削除すると、ＦＣＳとＳＲＳユニット（ＥＣＵ）を接続するためのハーネスが不要となり、また、ＳＲＳユニットの構造も簡略化される（コネクタや通信インターフェースＩＣが不要となる）ため、システム全体で大きなコスト削減効果が得られる。

ここで問題となるのが、ＦＣＳから得られる加速度データを用いて予備的に行っていた衝突判定（衝突判定閾値の切替要否の判断）をどのような手段で代替させるかである。元々、ＦＣＳが車両前部に設けられていた理由は、正面衝突時における車体変形が小さい車両中央部に設置されているＳＲＳユニット内のユニットセンサだけでは、車体変形を伴う激しい衝突（乗員保護装置の起動が必要な衝突）が発生したことを迅速且つ正確に検知することが困難であったからである。従って、コスト削減のためにＦＣＳを削除するに当っては、ＦＣＳを用いる場合と同等の乗員保護性能を確保することが必須要件となる。

このような課題に対して、本出願人は、ＳＲＳユニット内に２つの加速度センサを設け、両加速度センサから得られる加速度データに基づいて衝突判定を行う案を検討しているが、片方の加速度センサが故障した場合に、従来と同等の乗員保護性能を確保することが困難となることから、センサ故障時の冗長性をどのように確保するのかが問題となっていた。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、センサ故障時、非故障時を問わず従来と同等の乗員保護性能を確保しつつ、コストの削減を実現可能な車両衝突判定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、車両衝突判定装置に係る第１の解決手段として、車両の長さ方向及び幅方向に作用する加速度を検出する第１加速度センサと、前記車両の長さ方向に作用する加速度を検出する第２加速度センサと、前記第２加速度センサが故障したか否かを判定する故障検知手段と、前記第２加速度センサの非故障時には、前記第１及び第２加速度センサから得られる前記車両の長さ方向に作用する加速度に基づいて衝突判定を行う一方、前記第２加速度センサの故障時には、前記第１加速度センサから得られる前記車両の長さ方向及び幅方向に作用する加速度に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記衝突判定手段は、前記第１加速度センサから得られる前記車両の長さ方向に作用する加速度データを基に衝突判定用演算値を算出する第１演算手段と、前記衝突判定用演算値と衝突判定閾値との比較により衝突判定を行う主衝突判定手段と、前記第２加速度センサから得られる前記車両の長さ方向に作用する加速度データを基に第１セーフィング判定を行う第１セーフィング判定手段と、前記第１加速度センサから得られる前記車両の幅方向に作用する加速度データを基に第２セーフィング判定を行う第２セーフィング判定手段と、前記第２加速度センサの非故障時には前記第１セーフィング判定結果を、前記第２加速度センサの故障時には前記第２セーフィング判定結果を最終的なセーフィング判定結果として選択するセーフィング判定結果選択手段と、前記セーフィング判定結果選択手段によって選択された最終的なセーフィング判定結果及び前記主衝突判定手段の衝突判定結果に基づいて最終的に乗員保護装置を起動するか否かを決定する最終起動決定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記第２加速度センサは、車体変形を伴う衝突によって生じる高周波振動成分を検出可能な測定レンジ及び応答周波数レンジを有し、前記衝突判定手段は、前記第２加速度センサから得られる加速度データに含まれる前記高周波振動成分に基づいて衝突によって生じる変形エネルギを算出する第２演算手段と、前記変形エネルギに基づいて車体変形を伴う衝突が発生したか否かを判定し、その判定結果に応じて前記衝突判定閾値の切替を前記主衝突判定手段に指示する閾値切替判断手段とをさらに備えることを特徴とする。

また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記第１演算手段は、前記衝突判定用演算値として少なくとも乗員移動量を算出し、前記閾値切替判断手段は、前記乗員移動量に応じて変形エネルギ閾値を設定する閾値設定手段と、前記変形エネルギと前記変形エネルギ閾値とを比較することで前記車体変形を伴う衝突が発生したか否かを判定する第１比較判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記第１演算手段は、前記衝突判定用演算値として前記乗員移動量に加えて乗員速度変化量を算出し、前記閾値切替判断手段は、前記乗員速度変化量と乗員速度変化量閾値とを比較することで速度変化が大きな衝突が発生したか否かを判定する第２比較判定手段と、前記第１比較判定手段及び前記第２比較判定手段の判定結果に基づいて最終的に前記衝突判定閾値の切替を指示するか否かを決定する最終切替決定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第６の解決手段として、上記第３〜第５のいずれか１つの解決手段において、前記閾値切替判断手段は、前記故障検知手段によって前記第２加速度センサが故障したと判定された場合に、前記主衝突判定手段に対する前記衝突判定閾値の切替指示を強制的に停止することを特徴とする。

また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第７の解決手段として、上記第１〜第６のいずれか１つの解決手段において、前記第１加速度センサは、前記車両の長さ方向に作用する加速度を検出する１軸加速度センサと、前記車両の幅方向に作用する加速度を検出する１軸加速度センサとの２つの１軸加速度センサによって構成されることを特徴とする。

第１加速度センサ及び第２加速度センサの２つの加速度センサを車両衝突判定装置内に設けた場合に、第２加速度センサの非故障時には、第１及び第２加速度センサから得られる車両の長さ方向に作用する加速度に基づいて衝突判定を行う一方、第２加速度センサの故障時には、第１加速度センサから得られる車両の長さ方向及び幅方向に作用する加速度に基づいて衝突判定を行うことで、センサ故障時の冗長性を確保でき、センサ故障時、非故障時を問わず従来と同等の乗員保護性能を確保できることを見出し、本発明を出願するに至った。
つまり、本発明に係る車両衝突判定装置によれば、センサ故障時、非故障時を問わず従来と同等の乗員保護性能を確保しつつ、コストの削減を実現することが可能となる。

本実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムの構成概略図である。 ＳＲＳユニット１（車両衝突判定装置）の要部ブロック構成図である。 ある車種について車体変形を伴う激しい衝突と、車体変形が軽微な穏やかな衝突との２つの衝突試験を実施した際にＳＧＳ１２から得られたセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）及び変形エネルギＥの時間変化を示す図である。 走行による振動発生時にＳＧＳ１２から得られたセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）及び変形エネルギＥの時間変化と、エアバッグ２の展開が必要な衝突試験を実施した際にＭＧＳ１１から得られたＹ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）の時間変化を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムの構成概略図である。この図に示すように、本実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムは、車両１００の中央部に設置されたＳＲＳユニット１（車両衝突判定装置）と、車両１００の運転席及び助手席に設置されたエアバッグ２（乗員保護装置）とから構成されている。

ＳＲＳユニット１は、内部に設けられたメイン加速度センサ１１（第１加速度センサ：以下、ＭＧＳと称す）及びセーフィング加速度センサ１２（第２加速度センサ：以下、ＳＧＳと称す）から得られる加速度データに基づいて、車両１００にエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かの衝突判定を行い、その衝突判定結果に応じてエアバッグ２の起動制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。

エアバッグ２は、ＳＲＳユニット１から入力される点火信号に応じて展開し、車両１００の正面衝突により乗員が前方に２次衝突することで負う傷害を軽減する乗員保護装置である。なお、一般的に車両１００には、エアバッグ２の他、シートベルトプリテンショナ等の他の乗員保護装置も設けられているが、図１では図示を省略している。また、図１に示すように、ＳＲＳユニット１において、ＭＧＳ１１及びＳＧＳ１２をそれぞれ別個に設けても良いし、或いは１つのセンサセル内にＭＧＳ１１とＳＧＳ１２を内蔵するようにしても良い。

図２は、ＳＲＳユニット１の要部ブロック構成図である。この図に示すように、ＳＲＳユニット１は、上述したＭＧＳ１１及びＳＧＳ１２に加えて、第１ローパスフィルタ１３（以下、第１ＬＰＦと称す）、移動量算出部１４（第１演算手段）、速度変化量算出部１５（第１演算手段）、メイン衝突判定部１６（主衝突判定手段）、第２ＬＰＦ１７、変形エネルギ算出部１８（第２演算手段）、閾値切替判断部１９（閾値切替判断手段）、第３ＬＰＦ２０、第１セーフィング判定部２１（第１セーフィング判定手段）、第４ＬＰＦ２２、第２セーフィング判定部２３（第２セーフィング判定手段）、センサ故障検知部（故障検知手段）２４、セーフィング判定結果切替部２５（セーフィング判定結果切替手段）、及び最終起動決定部２６（最終起動決定手段）を備えている。

ＭＧＳ１１は、ＳＲＳユニット１が車両１００に固定された時に、２つの感度軸（Ｘ、Ｙ軸）の内、一方の感度軸（Ｘ軸）が車両１００の長さ方向（図１中のＸ軸方向）と平行になるように、且つ他方の感度軸（Ｙ軸）が車両１００の幅方向（図１中のＹ軸方向）と平行になるようにＳＲＳユニット１内に配置された２軸加速度センサである。

つまり、このＭＧＳ１１は、車両１００の長さ方向及び幅方向に作用する加速度を検出し、長さ方向の加速度検出結果を示すＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）を第１ＬＰＦ１３へ出力すると共に、幅方向の加速度検出結果を示すＹ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）を第４ＬＰＦ２２へ出力する。なお、このＭＧＳ１１は、例えば少なくとも周波数が４００Ｈｚ以下且つ振幅が１００Ｇ以下の加速度成分（振動成分）を検出可能な測定レンジ及び応答周波数レンジを有している。

ＳＧＳ１２は、ＭＧＳ１１と同様に、ＳＲＳユニット１が車両１００に固定された時に、感度軸が車両１００の長さ方向と平行になるようＳＲＳユニット１内に配置された１軸加速度センサである。つまり、このＳＧＳ１１は、車両１００の長さ方向に作用する加速度を検出し、その検出結果を示すセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）を第２ＬＰＦ１７、第３ＬＰＦ２０及びセンサ故障検知部２４へ出力する。

なお、このＳＧＳ１１は、車体変形を伴う衝突によって生じる高周波振動成分及び後述のセーフィング判定に必要な低周波振動成分を検出可能な測定レンジ及び応答周波数レンジを有している。具体的には、このＳＧＳ１１は、例えば少なくとも周波数が１ｋＨｚ以上且つ振幅が５００Ｇ以下の加速度成分（振動成分）を検出可能な測定レンジ及び応答周波数レンジを有している。

第１ＬＰＦ１３は、カットオフ周波数が例えば４００Ｈｚに設定されたローパスフィルタであり、ＭＧＳ１１から入力されるＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）に含まれる周波数４００Ｈｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ１（ｔ）を移動量算出部１４及び速度変化量算出部１５へ通過させる。この周波数４００Ｈｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ１（ｔ）は、後述のメイン衝突判定部１６にて実施される衝突判定に用いられる加速度データとして有意なデータ（判定精度の高いデータ）である。以下では、周波数４００Ｈｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ１（ｔ）を衝突判定用加速度データと称す。

移動量算出部１４は、第１ＬＰＦ１３から入力される衝突判定用加速度データＧ１（ｔ）の二次区間積分を行うことで乗員移動量ΔＳ（衝突判定用演算値）を算出し、その算出結果をメイン衝突判定部１６及び閾値切替判断部１９へ出力する。なお、乗員移動量ΔＳの算出手法は、特許文献１（特開２００６−８８９１３号公報）等に記載されているように公知であるので、詳細な説明については省略する。

速度変化量算出部１５は、第１ＬＰＦ１３から入力される衝突判定用加速度データＧ１（ｔ）の一次区間積分を行うことで乗員速度変化量ΔＶ（衝突判定用演算値）を算出し、その算出結果をメイン衝突判定部１６及び閾値切替判断部１９へ出力する。なお、乗員速度変化量ΔＶの算出手法は、特許文献１等に記載されているように公知であるので、詳細な説明については省略する。

メイン衝突判定部１６は、乗員移動量ΔＳを横軸、乗員速度変化量ΔＶを縦軸とする２次元マップ（ΔＳ−ΔＶマップ）上に２次元的に設定された衝突判定閾値（ＴＨ＿Ｈｉ或いはＴＨ＿Ｌｏ）と、移動量算出部１４及び速度変化量算出部１５にて算出された乗員移動量ΔＳ及び乗員速度変化量ΔＶとを比較することでエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かの衝突判定を行い、その衝突判定結果Ｒ１を最終起動決定部２６へ出力する。

具体的には、このメイン衝突判定部１６は、移動量算出部１４及び速度変化量算出部１５にて算出された乗員移動量ΔＳ及び乗員速度変化量ΔＶが、衝突判定閾値（ＴＨ＿Ｈｉ或いはＴＨ＿Ｌｏ）を越えた場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定して衝突判定結果Ｒ１を「１」にセットする一方、乗員移動量ΔＳ及び乗員速度変化量ΔＶが衝突判定閾値を越えなかった場合には、エアバッグ２の展開は不要と判定して衝突判定結果Ｒ１を「０」にセットする。

ここで、メイン衝突判定部１６は、閾値切替判断部１９からの閾値切替指示Ｒ４に応じて閾値ＴＨ＿Ｈｉ或いはＴＨ＿Ｌｏのいずれか一方を衝突判定閾値として選択する。図２中に示すように、閾値ＴＨ＿Ｈｉは、乗員移動量ΔＳ及び乗員速度変化量ΔＶが衝突判定閾値を越えにくくなるように比較的高い値に設定されている。一方、閾値ＴＨ＿Ｌｏは、乗員移動量ΔＳ及び乗員速度変化量ΔＶが衝突判定閾値を越えやすくなるように比較的低い値に設定されている。なお、これら２次元的な閾値ＴＨ＿Ｈｉ及びＴＨ＿ＬｏをΔＳ−ΔＶマップ上にどのような形で設定するかは、特許文献１に記載されているように公知であるので、詳細な説明については省略する。

第２ＬＰＦ１７は、カットオフ周波数が例えば５ｋＨｚに設定されたローパスフィルタであり、ＳＧＳ１１から入力されるセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）に含まれる周波数５ｋＨｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ２（ｔ）を変形エネルギ算出部１８へ通過させる。この周波数５ｋＨｚ以下の比較的高周波のＸ軸加速度成分Ｇ２（ｔ）は、衝突によって車体変形が進行する様子を精度良く捉えることができるという特徴があり、後述の閾値切替判断部１９によって予備的に行われる衝突判定（衝突判定閾値の切替要否の判断）に用いられる加速度データとして有意なデータである。以下では、周波数５ｋＨｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ２（ｔ）を閾値切替判断用加速度データと称す。

変形エネルギ算出部１８は、第２ＬＰＦ１７から入力される閾値切替判断用加速度データＧ２（ｔ）を基に衝突によって生じる変形エネルギＥを算出し、その算出結果を閾値切替判断部１９へ出力する。具体的には、変形エネルギ算出部１８は、下記（１）式に基づいて変形エネルギＥを算出する。なお、下記（１）式において、ａ＝Ｇ２（ｔ）である。

上記のように、変形エネルギＥは、閾値切替判断用加速度データＧ２（ｔ）の二乗を一次積分することで求めることができるが、ＣＰＵの処理負荷を考慮して、下記（２）式に基づいて変形エネルギＥを近似的に算出することが望ましい。なお、下記（２）式において、｜ａ｜はＧ２（ｔ）の絶対値である。つまり、Ｇ２（ｔ）の絶対値の一次区間積分を行うことで、近似的に変形エネルギＥを求めることができる。

閾値切替判断部１９は、変形エネルギ算出部１８から入力される変形エネルギＥと、移動量算出部１４及び速度変化量算出部１５から入力される乗員移動量ΔＳ及び乗員速度変化量ΔＶとに基づいて、車体変形を伴う衝突が発生したか否かを判定し、その判定結果に応じて衝突判定閾値の切替をメイン衝突判定部１６に指示するものである。具体的には、この閾値切替判断部１９は、閾値設定部１９ａ（閾値設定手段）と、第１比較判定部１９ｂ（第１比較判定手段）と、第２比較判定部１９ｃ（第２比較判定手段）と、最終切替決定部１９ｄ（最終切替決定手段）とを備えている。

閾値設定部１９ａは、移動量算出部１４から入力される乗員移動量ΔＳに応じて変形エネルギ閾値Ｅｔｈを設定し、その設定結果を第１比較判定部１９ｂへ出力する。具体的には、この閾値設定部１９ａは、予め設定されている乗員移動量ΔＳと変形エネルギ閾値Ｅｔｈとの対応関係を示すΔＳ−Ｅｔｈテーブル（図２参照）を参照し、移動量算出部１４にて算出された乗員移動量ΔＳに対応する変形エネルギ閾値Ｅｔｈを上記のΔＳ−Ｅｔｈテーブルから取得する。

図２中のΔＳ−Ｅｔｈテーブルに示すように、乗員移動量ΔＳが小さい程、変形エネルギ閾値Ｅｔｈは高い値に設定される。これは、乗員移動量ΔＳが小さい程、車体変形を伴う衝突（エアバッグ２の展開が必要な衝突）が発生した可能性は低いことから、変形エネルギ閾値Ｅｔｈを高く設定して、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えにくくすることにより、後述の第１比較判定部１９ｂにおいてエアバッグ２の展開が不要な振動や衝撃等が原因で車体変形を伴う衝突が発生したと判定されてしまうことを防止する（換言すれば、誤って衝突判定閾値の切替指示が出ることを防止する）ためである。

一方、図２中のΔＳ−Ｅｔｈテーブルに示すように、乗員移動量ΔＳが大きい程、変形エネルギ閾値Ｅｔｈは低い値に設定される。これは、乗員移動量ΔＳが大きい程、車体変形を伴う衝突が発生した可能性は高いことから、変形エネルギ閾値Ｅｔｈを低く設定して、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えやすくすることにより、後述の第１比較判定部１９ｂにおいて車体変形を伴う衝突が発生したと迅速に判定する（換言すれば、迅速に衝突判定閾値の切替指示を出す）ためである。

第１比較判定部１９ｂは、変形エネルギ算出部１８から入力される変形エネルギＥと、閾値設定部１９ａによって設定された変形エネルギ閾値Ｅｔｈとを比較することで車体変形を伴う衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果Ｒ２を最終切替決定部１９ｄへ出力する。具体的には、この第１比較判定部１９ｂは、変形エネルギ算出部１８にて算出された変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えた場合に、車体変形を伴う衝突が発生したと判定して衝突判定結果Ｒ２を「１」にセットする一方、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えなかった場合には、車体変形を伴う衝突は発生していないと判定して衝突判定結果Ｒ２を「０」にセットする。

実際には、車種によって車体構造が変わると、変形エネルギＥの時間的な変化傾向が変わるため、車種毎に衝突試験を実施してその車種に最適な変形エネルギ閾値Ｅｔｈを求めておく必要がある。図３は、本出願人が、ある車種について車体変形を伴う激しい衝突（エアバッグ展開要の衝突モード：ＯＤＢ６４ｋｐｈ）と、車体変形が軽微な穏やかな衝突（エアバッグ展開不要の衝突モード：ＦＲ８ｍｐｈ）との２つの衝突試験を実施した際にＳＧＳ１２から得られたセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）及び変形エネルギＥの時間変化を示している。

なお、図３（ａ）及び（ｂ）は、車体変形を伴う激しい衝突の衝突試験を実施した際にＳＧＳ１２から得られたセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）及び変形エネルギＥの時間変化を示しており、また、図３（ｃ）及び（ｄ）は、車体変形が軽微な穏やかな衝突の衝突試験を実施した際にＳＧＳ１２から得られたセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）及び変形エネルギＥの時間変化を示している。

これらの図に示すように、車体変形を伴う激しい衝突と、車体変形が軽微な穏やかな衝突とでは、変形エネルギＥの時間的な変化傾向に明確な差異が衝突発生時点から短時間で発生することがわかる。つまり、原理的には、車種に応じて車体変形を伴う激しい衝突と、車体変形が軽微な穏やかな衝突とを確実に切り分けできる値に変形エネルギ閾値Ｅｔｈを設定することにより、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えた時、車体変形を伴う激しい衝突が発生したと正確且つ迅速に判定することができる。本実施形態では、上述したように、乗員移動量ΔＳに応じて動的に変形エネルギ閾値Ｅｔｈを設定することにより、より高精度且つ迅速な衝突判定（衝突判定閾値の切替要否判断）を実現している。

また、図４（ａ）及び（ｂ）は、走行（Ｐ／Ｈ８０ｋｐｈ）による振動発生時にＳＧＳ１２から得られたセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）及び変形エネルギＥの時間変化を示している。これらの図に示すように、車体変形を伴う衝突ではなくても、走行による振動発生時に比較的大きく変形エネルギＥが変動することがわかる。つまり、第１比較判定部１９ｂだけでは、走行によって大きな振動が発生した場合でも、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えてしまい、車体変形を伴う衝突が発生したと誤判定する可能性がある。

そこで、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えたのは車体変形を伴う衝突が原因なのか、或いは走行による振動が原因なのかを切り分ける必要がある。本実施形態では、後述の第２比較判定部１９ｃを設けることにより、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えた原因の切り分けを実現している。

第２比較判定部１９ｃは、速度変化量算出部１５にて算出された乗員速度変化量ΔＶと、予め設定された乗員速度変化量閾値ΔＶｔｈとを比較することで速度変化が大きな衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果Ｒ３を最終切替決定部１９ｄへ出力する。具体的には、この第２比較判定部１９ｃは、速度変化量算出部１５にて算出された乗員速度変化量ΔＶが乗員速度変化量閾値ΔＶｔｈを越えた場合に、速度変化が大きな衝突が発生したと判定して衝突判定結果Ｒ３を「１」にセットする一方、乗員速度変化量ΔＶが乗員速度変化量閾値ΔＶｔｈを越えなかった場合には、速度変化が大きな衝突が発生しなかった（走行による振動が発生）と判定して衝突判定結果Ｒ３を「０」にセットする。

つまり、第１比較判定部１９ｂにおいて変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えたと判定されても、第２比較判定部１９ｃにおいて速度変化が大きな衝突が発生していないと判定されれば、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えたのは走行による振動が原因であると推測できる。

最終切替決定部１９ｄは、第１比較判定部１９ｂの衝突判定結果Ｒ２及び第２比較判定部１９ｃの衝突判定結果Ｒ３に基づいて最終的にメイン衝突判定部１６に対して衝突判定閾値の切替を指示するか否かを決定する。具体的には、この最終切替決定部１９ｄは、ＡＮＤ演算部であり、衝突判定結果Ｒ２及びＲ３の両方が「１」の場合、つまり、第１比較判定部１９ｂにおいて変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えた（車体変形を伴う衝突が発生した）と判定され、且つ第２比較判定部１９ｃにおいて乗員速度変化量ΔＶが乗員速度変化量閾値ΔＶｔｈを越えた（速度変化が大きな衝突が発生した）と判定された場合、衝突判定閾値をＴＨ＿ＨｉからＴＨ＿Ｌｏへ切替させるために閾値切替指示Ｒ４を「１」にセットしてメイン衝突判定部１６へ出力する。

また、この最終切替決定部１９ｄは、衝突判定結果Ｒ２及びＲ３の少なくとも一方が「０」の場合、衝突判定閾値をＴＨ＿Ｈｉに保持させるために閾値切替指示Ｒ４を「０」にセットしてメイン衝突判定部１６へ出力する。つまり、メイン衝突判定部１６は、閾値切替判断部１９の最終切替決定部１９ｄから「１」にセットされた閾値切替指示Ｒ４を受けた場合、衝突判定閾値をＴＨ＿ＨｉからＴＨ＿Ｌｏへ切替えて衝突判定を行う一方、最終切替決定部１９ｄから「０」にセットされた閾値切替指示Ｒ４を受けた場合には、衝突判定閾値をＴＨ＿Ｈｉに保持した状態で衝突判定を行う。

第３ＬＰＦ２０は、カットオフ周波数が例えば１００Ｈｚに設定されたローパスフィルタであり、ＳＧＳ１１から入力されるセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）に含まれる周波数１００Ｈｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ３（ｔ）を第１セーフィング判定部２１へ通過させる。この周波数１００Ｈｚ以下の比較的低周波のＸ軸加速度成分Ｇ３（ｔ）は、走行によるＳＲＳユニット１の振動を除去したものであり、後述の第１セーフィング判定部２１にて実施されるセーフィング判定に用いられる加速度データとして有意なデータである。以下では、周波数１００Ｈｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ３（ｔ）を第１セーフィング判定用加速度データと称す。

第１セーフィング判定部２１は、第３ＬＰＦ２０から入力される第１セーフィング判定用加速度データＧ３（ｔ）を基にセーフィング判定を行い、そのセーフィング判定結果Ｒ５をセーフィング判定結果切替部２５に出力する。具体的には、この第１セーフィング判定部２１は、第１セーフィング判定用加速度データＧ３（ｔ）を一次区間積分することで、第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１を算出し、この第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１と予め設定された第１セーフィング判定閾値ΔＶｓ１＿ＴＨとを比較する。

第１セーフィング判定部２１は、第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１が第１セーフィング判定閾値ΔＶｓ１＿ＴＨを越えた場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定してセーフィング判定結果Ｒ５を「１」にセットする一方、第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１が第１セーフィング判定閾値ΔＶｓ１＿ＴＨを越えなかった場合には、セーフィング判定結果Ｒ５を「０」にセットする。なお、第１セーフィング判定閾値ΔＶｓ１＿ＴＨは、車体変形が軽微な衝突でもセーフィング判定結果Ｒ５が「１」にセットされるよう、安全方向に振った低い値に設定されている。

第４ＬＰＦ２２は、カットオフ周波数が例えば４００Ｈｚに設定されたローパスフィルタであり、ＭＧＳ１１から入力されるＹ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）に含まれる周波数４００Ｈｚ以下のＹ軸加速度成分Ｇ４（ｔ）を第２セーフィング判定部２３へ通過させる。この周波数４００Ｈｚ以下のＹ軸加速度成分Ｇ４（ｔ）は、走行によるＳＲＳユニット１の振動を除去したものであり、後述の第２セーフィング判定部２３にて実施されるセーフィング判定に用いられる加速度データとして有意なデータである。以下では、周波数４００Ｈｚ以下のＹ軸加速度成分Ｇ４（ｔ）を第２セーフィング判定用加速度データと称す。

第２セーフィング判定部２３は、第４ＬＰＦ２２から入力される第２セーフィング判定用加速度データＧ４（ｔ）を基にセーフィング判定を行い、そのセーフィング判定結果Ｒ６をセーフィング判定結果切替部２５に出力する。具体的には、この第２セーフィング判定部２３は、第２セーフィング判定用加速度データＧ４（ｔ）を一次区間積分することで、第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２を算出し、この第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２と予め設定された第２セーフィング判定閾値ΔＶｓ２＿ＴＨとを比較する。

第２セーフィング判定部２３は、第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２が第２セーフィング判定閾値ΔＶｓ２＿ＴＨを越えた場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定してセーフィング判定結果Ｒ６を「１」にセットする一方、第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２が第２セーフィング判定閾値ΔＶｓ２＿ＴＨを越えなかった場合には、セーフィング判定結果Ｒ６を「０」にセットする。

詳細は後述するが、第２セーフィング判定部２３のセーフィング判定結果Ｒ６は、ＳＧＳ１２の故障時に、第１セーフィング判定部２１のセーフィング判定結果Ｒ５の代替データとして用いられるものである。従って、第２セーフィング判定閾値ΔＶｓ２＿ＴＨの設定基準は、第１セーフィング判定閾値ΔＶｓ１＿ＴＨの設定基準よりも厳格な基準とする必要がある。

つまり、第１セーフィング判定閾値ΔＶｓ１＿ＴＨは、上述のように車体変形が軽微な衝突でもセーフィング判定結果Ｒ５が「１」にセットされるよう、単純に安全方向に振った低い値（車種に関係なく固定値）に設定すれば良いが、第２セーフィング判定閾値ΔＶｓ２＿ＴＨは、仮に安全方向に振った低い値に設定すると、車両１００の段差乗り上げ等に起因して発生する振動でもセーフィング判定結果Ｒ６が「１」にセットされる可能性があるため、このような不用意な誤判定が生じないように、エアバッグ２の展開が必要な衝突を基準に設定すべきである。

図４（ｃ）は、ある車種についてエアバッグ２の展開が必要な衝突試験（衝突モード：ＯＤＢ６４ｋｐｈ、ＦＲ５５ｋｐｈ、ＦＲ１９ｋｐｈ）を実施した際に、ＭＧＳ１１から得られたＹ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）の時間変化を示している。このような衝突試験の結果、本出願人は、第２セーフィング判定閾値ΔＶｓ２＿ＴＨを、エアバッグ２の展開が必要な最小衝突（ＦＲ１２ｍｐｈ）のオンマージン１０％を確保可能な値に設定することが望ましいとの考えに至った。勿論、第２セーフィング判定閾値ΔＶｓ２＿ＴＨは車種毎にＦＲ１２ｍｐｈを基準にして設定することが最適である。

センサ故障検知部２４は、ＳＧＳ１２から入力されるセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）に基づいて、ＳＧＳ１２が故障したか否かを判定し、その故障判定結果Ｒ７をセーフィング判定結果切替部２５へ出力する。具体的には、このセンサ故障検知部２４は、セーフィング加速度データＧｓ（ｔ）が異常値を示した場合に、ＳＧＳ１２が故障したと判定して故障判定結果Ｒ７を「１」にセットする一方、セーフィング加速度データＧｓ（ｔ）が正常値を示した場合に、ＳＧＳ１２は正常であると判定して故障判定結果Ｒ７を「０」にセットする。

セーフィング判定結果切替部２５は、故障判定結果Ｒ７に応じて、セーフィング判定結果Ｒ５とＲ６とのいずれか一方を、最終的なセーフィング判定結果Ｒ８として最終起動決定部２６へ出力する。具体的には、このセーフィング判定結果切替部２５は、故障判定結果Ｒ７が「０」の場合に、セーフィング判定結果Ｒ５を最終的なセーフィング判定結果Ｒ８とする一方、故障判定結果Ｒ７が「１」の場合に、セーフィング判定結果Ｒ６を最終的なセーフィング判定結果Ｒ８に切替える。つまり、第２セーフィング判定部２３のセーフィング判定結果Ｒ６は、ＳＧＳ１２の故障時に、第１セーフィング判定部２１のセーフィング判定結果Ｒ５の代替データとして用いられる。

最終起動決定部２６は、メイン衝突判定部１６の衝突判定結果Ｒ１及びセーフィング判定結果切替部２５にて選択されたセーフィング判定結果Ｒ８に基づいて、最終的にエアバッグ２を展開するか否かを決定する。具体的には、この最終起動決定部２２は、ＡＮＤ演算部であり、衝突判定結果Ｒ１及びセーフィング判定結果Ｒ８の両方が「１」の場合に、エアバッグ２を展開させるためにエアバッグ起動指示Ｒ９を「１」にセットする一方、衝突判定結果Ｒ１及びセーフィング判定結果Ｒ８の少なくとも一方が「０」の場合には、エアバッグ起動指示Ｒ９を「０」にセットする。

以上説明した構成要素の内、符号１３〜２６で示される構成要素は、ＳＲＳユニット１に内蔵されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置が衝突判定用プログラムを実行することで実現されるソフトウェア的な機能部である。以下では、ＣＰＵが衝突判定用プログラムに従って実行する衝突判定処理について説明する。

ＣＰＵは、ＳＲＳユニット１の電源がオンされている間、つまり車両１００の走行中に、以下のステップＳ１〜Ｓ２０からなる衝突判定処理を一定周期（例えば数百μｓ周期）で繰り返し実行する。
＜ステップＳ１＞
まず、ＣＰＵは、衝突判定処理が開始されると、制御変数ｎをインクリメントした後、ＭＧＳ１１からアナログデータまたはデジタルデータとして入力されるＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）及びＹ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）と、ＳＧＳ１２からアナログデータとして入力されるセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）をサンプリング及びアナログデータの場合はＡ／Ｄ変換することで、Ｘ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）の現在値を示すデジタルデータＧｍｘ（ｎ）、Ｙ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）の現在値を示すデジタルデータＧｍｙ（ｎ）及びセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）の現在値を示すデジタルデータＧｓ（ｎ）を取得する。以下では、Ｇｍｘ（ｎ）をＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）の今回値と呼び、Ｇｍｙ（ｎ）をＹ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）の今回値と呼び、Ｇｓ（ｎ）をセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）の今回値と呼ぶ。

ＣＰＵは、上記のように取得したＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）の今回値Ｇｍｘ（ｎ）、Ｙ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）の今回値Ｇｍｙ（ｎ）、及びセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）の今回値Ｇｓ（ｎ）をＲＡＭ等の揮発性メモリに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に取得されたＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）＝｛Ｇｍｘ（１）、…、Ｇｍｘ（ｎ−２）、Ｇｍｘ（ｎ−１）、Ｇｍｘ（ｎ）｝と、Ｙ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）＝｛Ｇｍｙ（１）、…、Ｇｍｙ（ｎ−２）、Ｇｍｙ（ｎ−１）、Ｇｍｙ（ｎ）｝と、セーフィング加速度データＧｓ（ｔ）＝｛Ｇｓ（１）、…、Ｇｓ（ｎ−２）、Ｇｓ（ｎ−１）、Ｇｓ（ｎ）｝が記憶されることになる。なお、ＲＡＭの記憶容量をオーバーする場合には、古いデータから順に削除して、空いた記憶領域に新しいデータを記憶すれば良い。

＜ステップＳ２＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭからデジタルローパスフィルタ処理に必要なＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）を読み出し、カットオフ周波数が４００Ｈｚに設定されたデジタルローパスフィルタ処理用の演算式に代入することで、周波数４００Ｈｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ１（ｔ）の現在値、つまり衝突判定用加速度データＧ１（ｔ）の今回値Ｇ１（ｎ）を算出する。ここで、例えば、デジタルローパスフィルタ処理に、Ｘ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）の今回値、前回値、前々回値が必要な場合には、ＲＡＭからＧｍｘ（ｎ）、Ｇｍｘ（ｎ−１）、Ｇｍｘ（ｎ−２）を読み出せば良い。

ＣＰＵは、上記のように算出した衝突判定用加速度データＧ１（ｔ）の今回値Ｇ１（ｎ）をＲＡＭに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に算出された衝突判定用加速度データＧ１（ｔ）＝｛Ｇ１（１）、…、Ｇ１（ｎ−２）、Ｇ１（ｎ−１）、Ｇ１（ｎ）｝が記憶されることになる。このようなステップＳ２の処理によって、上述した第１ＬＰＦ１３の機能が実現される。

＜ステップＳ３＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭからデジタルローパスフィルタ処理に必要なセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）を読み出し、カットオフ周波数がそれぞれ５ｋＨｚ、１００Ｈｚに設定されたデジタルローパスフィルタ処理用の演算式に代入することで、周波数５ｋＨｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ２（ｔ）の現在値、つまり閾値切替判断用加速度データＧ２（ｔ）の今回値Ｇ２（ｎ）と、周波数１００Ｈｚ以下のＸ軸加速度成分Ｇ３（ｔ）の現在値、つまり第１セーフィング判定用加速度データＧ３（ｔ）の今回値Ｇ３（ｎ）とを算出する。ここで、例えば、デジタルローパスフィルタ処理に、セーフィング加速度データＧｓ（ｔ）の今回値、前回値、前々回値が必要な場合には、ＲＡＭからＧｓ（ｎ）、Ｇｓ（ｎ−１）、Ｇｓ（ｎ−２）を読み出せば良い。

ＣＰＵは、上記のように算出した閾値切替判断用加速度データＧ２（ｔ）の今回値Ｇ２（ｎ）と、第１セーフィング判定用加速度データＧ３（ｔ）の今回値Ｇ３（ｎ）とをＲＡＭに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に算出された閾値切替判断用加速度データＧ２（ｔ）＝｛Ｇ２（１）、…、Ｇ２（ｎ−２）、Ｇ２（ｎ−１）、Ｇ２（ｎ）｝と、第１セーフィング判定用加速度データＧ３（ｔ）＝｛Ｇ３（１）、…、Ｇ３（ｎ−２）、Ｇ３（ｎ−１）、Ｇ３（ｎ）｝が記憶されることになる。このようなステップＳ３の処理によって、上述した第２ＬＰＦ１７及び第３ＬＰＦ２０の機能が実現される。

＜ステップＳ４＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭからデジタルローパスフィルタ処理に必要なＹ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）を読み出し、カットオフ周波数が４００Ｈｚに設定されたデジタルローパスフィルタ処理用の演算式に代入することで、周波数４００Ｈｚ以下のＹ軸加速度成分Ｇ４（ｔ）の現在値、つまり第２セーフィング判定用加速度データＧ４（ｔ）の今回値Ｇ４（ｎ）を算出する。ここで、例えば、デジタルローパスフィルタ処理に、Ｙ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）の今回値、前回値、前々回値が必要な場合には、ＲＡＭからＧｍｙ（ｎ）、Ｇｍｙ（ｎ−１）、Ｇｍｙ（ｎ−２）を読み出せば良い。

ＣＰＵは、上記のように算出した第２セーフィング判定用加速度データＧ４（ｔ）の今回値Ｇ４（ｎ）をＲＡＭに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に算出された第２セーフィング判定用加速度データＧ４（ｔ）＝｛Ｇ４（１）、…、Ｇ４（ｎ−２）、Ｇ４（ｎ−１）、Ｇ４（ｎ）｝が記憶されることになる。このようなステップＳ４の処理によって、上述した第４ＬＰＦ２２の機能が実現される。

＜ステップＳ５＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから乗員速度変化量ΔＶの算出に必要な衝突判定用加速度データＧ１（ｔ）を読み出し、一次区間積分用の下記演算式（３）に代入することで乗員速度変化量ΔＶの今回値ΔＶ（ｎ）を算出する。なお、下記（３）式において、Ｎは積分区間である。
ΔＶ（ｎ）＝Ｇ１（ｎ）＋Ｇ１（ｎ−１）＋…＋Ｇ１（ｎ−Ｎ＋１） …（３）

ＣＰＵは、上記のように算出した乗員速度変化量ΔＶの今回値ΔＶ（ｎ）をＲＡＭに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に算出された乗員速度変化量ΔＶ＝｛ΔＶ（１）、…、ΔＶ（ｎ−２）、ΔＶ（ｎ−１）、ΔＶ（ｎ）｝が記憶されることになる。このようなステップＳ５の処理によって、上述した速度変化量算出部１５の機能が実現される。

＜ステップＳ６＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから乗員移動量ΔＳの算出に必要な衝突判定用加速度データＧ１（ｔ）を読み出して二次区間積分を行うことにより、乗員移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）を算出する。ここで、衝突判定用加速度データＧ１（ｔ）の二次区間積分は、乗員速度変化量ΔＶの一次区間積分と同義であるため、ＣＰＵの処理負荷を軽減するために下記演算式（４）を用いて乗員移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）を算出することが望ましい。なお、下記（４）式において、Ｎは積分区間である。
ΔＳ（ｎ）＝ΔＶ（ｎ）＋ΔＶ（ｎ−１）＋…＋ΔＶ（ｎ−Ｎ＋１） …（３）

ＣＰＵは、上記のように算出した乗員移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）をＲＡＭに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に算出された乗員移動量ΔＳ＝｛ΔＳ（１）、…、ΔＳ（ｎ−２）、ΔＳ（ｎ−１）、ΔＳ（ｎ）｝が記憶されることになる。このようなステップＳ６の処理によって、上述した移動量算出部１４の機能が実現される。

＜ステップＳ７＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから変形エネルギＥの算出に必要な閾値切替判断用加速度データＧ２（ｔ）を読み出し、一次区間積分用の下記演算式（５）に代入することで変形エネルギＥの今回値Ｅ（ｎ）を算出する。なお、下記（５）式において、Ｎは積分区間である。また、下記（５）式は、上記（２）式と等価である。
Ｅ（ｎ）＝｜Ｇ２（ｎ）｜＋｜Ｇ２（ｎ−１）｜＋…＋｜Ｇ２（ｎ−Ｎ＋１）｜
…（５）

ＣＰＵは、上記のように算出した変形エネルギＥの今回値Ｅ（ｎ）をＲＡＭに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に算出された変形エネルギＥ＝｛Ｅ（１）、…、Ｅ（ｎ−２）、Ｅ（ｎ−１）、Ｅ（ｎ）｝が記憶されることになる。このようなステップＳ７の処理によって、上述した変形エネルギ算出部１８の機能が実現される。

＜ステップＳ８＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１の算出に必要な第１セーフィング判定用加速度データＧ３（ｔ）を読み出し、一次区間積分用の下記演算式（６）に代入することで第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１の今回値ΔＶｓ１（ｎ）を算出する。なお、下記（６）式において、Ｎは積分区間である。
ΔＶｓ１（ｎ）＝Ｇ３（ｎ）＋Ｇ３（ｎ−１）＋…＋Ｇ３（ｎ−Ｎ＋１） …（６）

ＣＰＵは、上記のように算出した第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１の今回値ΔＶｓ１（ｎ）をＲＡＭに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に算出された第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１＝｛ΔＶｓ１（１）、…、ΔＶｓ１（ｎ−２）、ΔＶｓ１（ｎ−１）、ΔＶｓ１（ｎ）｝が記憶されることになる。このようなステップＳ８の処理によって、上述した第１セーフィング判定部２１の機能（特に第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１の算出機能）が実現される。

＜ステップＳ９＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２の算出に必要な第２セーフィング判定用加速度データＧ４（ｔ）を読み出し、一次区間積分用の下記演算式（７）に代入することで第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２の今回値ΔＶｓ２（ｎ）を算出する。なお、下記（７）式において、Ｎは積分区間である。
ΔＶｓ２（ｎ）＝Ｇ４（ｎ）＋Ｇ４（ｎ−１）＋…＋Ｇ４（ｎ−Ｎ＋１） …（７）

ＣＰＵは、上記のように算出した第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２の今回値ΔＶｓ２（ｎ）をＲＡＭに時系列的に記憶させる。つまり、ＲＡＭには、過去から現在まで衝突判定処理が実行される度に算出された第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２＝｛ΔＶｓ２（１）、…、ΔＶｓ２（ｎ−２）、ΔＶｓ２（ｎ−１）、ΔＶｓ２（ｎ）｝が記憶されることになる。このようなステップＳ９の処理によって、上述した第２セーフィング判定部２３の機能（特に第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２の算出機能）が実現される。

＜ステップＳ１０＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから乗員移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）を読み出し、図２中に示したΔＳ−Ｅｔｈテーブルを参照して、乗員移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）に対応する変形エネルギ閾値Ｅｔｈを設定する。このようなステップＳ１０の処理によって、上述した閾値設定部１９ａの機能が実現される。

＜ステップＳ１１＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから変形エネルギＥの今回値Ｅ（ｎ）を読み出し、この変形エネルギＥの今回値Ｅ（ｎ）がステップＳ１０で設定された変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えたか否かを判定する。ＣＰＵは、Ｅ（ｎ）＞Ｅｔｈの場合（車体変形を伴う衝突が発生したと判断される場合）に衝突判定結果Ｒ２を「１」にセットする一方、Ｅ（ｎ）≦Ｅｔｈの場合に衝突判定結果Ｒ２を「０」にセットする。このようなステップＳ１１の処理によって、上述した第１比較判定部１９ｂの機能が実現される。

＜ステップＳ１２＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから乗員速度変化量ΔＶの今回値ΔＶ（ｎ）を読み出し、この乗員速度変化量ΔＶの今回値ΔＶ（ｎ）が乗員速度変化量閾値ΔＶｔｈを越えたか否かを判定する。ＣＰＵは、ΔＶ（ｎ）＞ΔＶｔｈの場合（速度変化が大きな衝突が発生したと判断される場合）に衝突判定結果Ｒ３を「１」にセットする一方、ΔＶ（ｎ）≦ΔＶｔｈの場合に衝突判定結果Ｒ３を「０」にセットする。このようなステップＳ１２の処理によって、上述した第２比較判定部１９ｃの機能が実現される。

＜ステップＳ１３＞
続いて、ＣＰＵは、衝突判定結果Ｒ２とＲ３の両方が「１」にセットされているか否かを判定し、「Ｙｅｓ」の場合（走行による振動ではなく車体変形を伴う衝突が発生したと判断される場合）に閾値切替指示Ｒ４を「１」にセットする一方、「Ｎｏ」の場合に（走行による振動が発生したと判断される場合）に閾値切替指示Ｒ４を「０」にセットする。このようなステップＳ１３の処理によって、上述した最終切替決定部１９ｄの機能が実現される。つまり、上記のステップＳ１０〜Ｓ１３の処理によって、閾値切替判断部１９の機能が実現される。

＜ステップＳ１４＞
続いて、ＣＰＵは、閾値切替指示Ｒ４が「１」にセットされているか否かを判定し、「Ｙｅｓ」の場合には衝突判定閾値として比較的低い閾値ＴＨ＿Ｌｏを設定する一方、「Ｎｏ」の場合には衝突判定閾値として比較的高い閾値ＴＨ＿Ｈｉを設定する。

＜ステップＳ１５＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから読み出した乗員速度変化量ΔＶの今回値ΔＶ（ｎ）及び乗員移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）が、上記ステップＳ１４で設定された衝突判定閾値（ＴＨ＿Ｈｉ或いはＴＨ＿Ｌｏ）を越えたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」の場合（エアバッグ２の展開が必要な衝突が発生したと判断される場合）に衝突判定結果Ｒ１を「１」にセットする一方、「Ｎｏ」の場合に衝突判定結果Ｒ１を「０」にセットする。これらステップＳ１４、Ｓ１５の処理によって、上述したメイン衝突判定部１６の機能が実現される。

なお、衝突の状況によっては、例えば、今回の衝突判定処理中に、閾値切替指示Ｒ４が「１」にセットされても衝突判定結果Ｒ１が「１」にセットされない場合も想定され得る。この場合、次回の衝突判定処理において、変形エネルギの次回値Ｅ（ｎ＋１）が変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えずに閾値切替指示Ｒ４が「０」にリセットされてしまうと、本来ならば比較的低い衝突判定閾値ＴＨ＿Ｌｏで衝突判定を行わなければならないところを、比較的高い衝突判定閾値ＴＨ＿Ｈｉで衝突判定が行われてしまい、迅速なエアバッグ２の展開が困難となる可能性がある。そこで、閾値切替指示Ｒ４が一度「１」にセットされた場合、一定期間はその状態をホールドするような機能をＣＰＵ（閾値切替判断部１９）に持たせることが望ましい。

＜ステップＳ１６＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１の今回値ΔＶｓ１（ｎ）を読み出し、この第１セーフィング判定用演算値ΔＶｓ１の今回値ΔＶｓ１（ｎ）が第１セーフィング判定用閾値ΔＶｓ１＿ＴＨを越えたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」の場合にセーフィング判定結果Ｒ５を「１」にセットする一方、「Ｎｏ」の場合にセーフィング判定結果Ｒ５を「０」にセットする。このようなステップＳ１６の処理によって、上述した第１セーフィング判定部２１の機能（特に比較判定機能）が実現される。

＜ステップＳ１７＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭから第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２の今回値ΔＶｓ２（ｎ）を読み出し、この第２セーフィング判定用演算値ΔＶｓ２の今回値ΔＶｓ２（ｎ）が第２セーフィング判定用閾値ΔＶｓ２＿ＴＨを越えたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」の場合にセーフィング判定結果Ｒ６を「１」にセットする一方、「Ｎｏ」の場合にセーフィング判定結果Ｒ６を「０」にセットする。このようなステップＳ１７の処理によって、上述した第２セーフィング判定部２３の機能（特に比較判定機能）が実現される。

＜ステップＳ１８＞
続いて、ＣＰＵは、ＲＡＭからセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）の今回値Ｇｓ（ｎ）を読み出し、このセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）の今回値Ｇｓ（ｎ）が異常値を示した場合に、ＳＧＳ１２が故障したと判定して故障判定結果Ｒ７を「１」にセットする一方、セーフィング加速度データＧｓ（ｔ）の今回値Ｇｓ（ｎ）が正常値を示した場合に、ＳＧＳ１２は正常であると判定して故障判定結果Ｒ７を「０」にセットする。このようなステップＳ１８の処理によって上述したセンサ故障検知部２４の機能が実現される。

＜ステップＳ１９＞
続いて、ＣＰＵは、故障判定結果Ｒ７が「０」か否かを判定し、「Ｙｅｓ」の場合にセーフィング判定結果Ｒ５を最終的なセーフィング判定結果Ｒ８とする一方、「Ｎｏ」の場合にセーフィング判定結果Ｒ６を最終的なセーフィング判定結果Ｒ８に切替える。このようなステップＳ１９の処理によって、上述したセーフィング判定結果切替部２５の機能が実現される。

＜ステップＳ２０＞
最後に、ＣＰＵは、衝突判定結果Ｒ１とセーフィング判定結果Ｒ８の両方が「１」にセットされているか否かを判定し、「Ｙｅｓ」の場合（エアバッグ２の展開が必要と判断される場合）にエアバッグ起動指示Ｒ９を「１」にセットする一方、「Ｎｏ」の場合にエアバッグ起動指示Ｒ９を「０」にセットする。このようなステップＳ２０の処理によって、上述した最終起動決定部２６の機能が実現される。

以上説明したステップＳ１〜Ｓ２０からなる衝突判定処理が一定周期で繰り返されることにより、その一定周期毎に、閾値切替判断部１９による衝突判定閾値の切替要否の判断と、メイン衝突判定部１６による衝突判定と、第１セーフィング判定部２１及び第２セーフィング判定部２３によるセーフィング判定と、セーフィング判定結果切替部２５によるセーフィング判定結果の切替要否判断と、最終起動決定部２６によるエアバッグ２の展開要否の最終判断が実施され、最終的にエアバッグ２の展開が必要と判断された場合（エアバッグ起動指示Ｒ９が「１」にセットされた場合）にエアバッグ２が展開される。

以上のように、本実施形態によれば、ＳＧＳ１２の非故障時には、ＭＧＳ１１及びＳＧＳ１２から得られるＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）及びセーフィング加速度データＧｓ（ｔ）に基づいて衝突判定を行う一方、ＳＧＳ１２の故障時には、ＭＧＳ１１から得られるＸ軸メイン加速度データＧｍｘ（ｔ）及びＹ軸メイン加速度データＧｍｙ（ｔ）に基づいて衝突判定を行うことで、センサ故障時の冗長性を確保できる。
つまり、本実施形態に係るＳＲＳユニット１によれば、センサ故障時、非故障時を問わず従来と同等の乗員保護性能を確保しつつ、コストの削減を実現することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、第１加速度センサとして、車両１００の長さ方向（Ｘ軸）及び幅方向（Ｙ軸）の両方に作用する加速度を検出可能な２軸加速度センサ（ＭＧＳ１１）を用いる場合を例示したが、第１加速度センサは、Ｘ軸方向に作用する加速度を検出する１軸加速度センサと、Ｙ軸方向に作用する加速度を検出する１軸加速度センサとの２つの１軸加速度センサによって構成しても良い。

（２）センサ故障検知部２４によってＳＧＳ１２が故障したと判定された場合に、メイン衝突判定部１６に対する衝突判定閾値の切替指示を強制的に停止する機能を閾値切替判断部１９に設けても良い。これにより、ＳＧＳ１２の故障時に、本来ならば比較的高い衝突判定閾値ＴＨ＿Ｈｉで衝突判定を行わなければならないところを、比較的低い衝突判定閾値ＴＨ＿Ｌｏで衝突判定が行われてしまい、エアバッグ２が誤作動してしまうことを防止することができる。

（３）上記実施形態では、乗員移動量ΔＳに応じて動的に変形エネルギ閾値Ｅｔｈを設定することにより、より高精度且つ迅速な衝突判定（衝突判定閾値の切替要否判断）を実現しているが、要求される乗員保護性能を満足できさえすれば、閾値設定部１９ａを削除して変形エネルギ閾値Ｅｔｈを固定値として設定しても良い。

（４）上記実施形態では、第２比較判定部１９ｃを設けることにより、変形エネルギＥが変形エネルギ閾値Ｅｔｈを越えた原因の切り分け（車体変形を伴う衝突が原因なのか、或いは走行による振動が原因なのか）を実現しているが、要求される乗員保護性能を満足できさえすれば、第２比較判定部１９ｃを削除しても良い。この場合、最終切替決定部１９ｄも不要となり、第１比較判定部１９ｂの衝突判定結果Ｒ２をそのまま閾値切替指示Ｒ４として利用できる。

（５）上記実施形態では、少なくとも周波数が４００Ｈｚ以下且つ振幅が１００Ｇ以下の加速度成分（振動成分）を検出可能な測定レンジ及び応答周波数レンジを有するＭＧＳ１１と、少なくとも周波数が１ｋＨｚ以上且つ振幅が５００Ｇ以下の加速度成分を検出可能な測定レンジ及び応答周波数レンジを有するＳＧＳ１２を例示したが、車両１００の構造や要求される乗員保護性能に応じて、最適な測定レンジ及び応答周波数レンジを有するＭＧＳ１１及びＳＧＳ１２を選定すれば良い。また、第１ＬＰＦ１３、第２ＬＰＦ１７及び第３ＬＰＦ２０のカットオフ周波数も適宜設定すれば良い。

１…ＳＲＳユニット（車両衝突判定装置）、２…エアバッグ、１００…車両、１１…ＭＧＳ（第１加速度センサ）、１２…ＳＧＳ（第２加速度センサ）、１３…第１ＬＰＦ、１４…移動量算出部（第１演算手段）、１５…速度変化量算出部（第１演算手段）、１６…メイン衝突判定部（主衝突判定手段）、１７…第２ＬＰＦ、１８…変形エネルギ算出部（第２演算手段）、１９…閾値切替判断部（閾値切替判断手段）、２０…第３ＬＰＦ、２１…セーフィング判定部（セーフィング判定手段）、２２…最終起動決定部（最終起動決定手段）、１９ａ…閾値設定部（閾値設定手段）、１９ｂ…第１比較判定部（第１比較判定手段）、１９ｃ…第２比較判定部（第２比較判定手段）、１９ｄ…最終切替決定部（最終切替決定手段）

Claims (7)

1. 車両の長さ方向及び幅方向に作用する加速度を検出する第１加速度センサと、
   前記車両の長さ方向に作用する加速度を検出する第２加速度センサと、
   前記第２加速度センサが故障したか否かを判定する故障検知手段と、
   前記第２加速度センサの非故障時には、前記第１及び第２加速度センサから得られる前記車両の長さ方向に作用する加速度に基づいて衝突判定を行う一方、前記第２加速度センサの故障時には、前記第１加速度センサから得られる前記車両の長さ方向及び幅方向に作用する加速度に基づいて衝突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衝突判定装置。
2. 前記衝突判定手段は、
   前記第１加速度センサから得られる前記車両の長さ方向に作用する加速度データを基に衝突判定用演算値を算出する第１演算手段と、
   前記衝突判定用演算値と衝突判定閾値との比較により衝突判定を行う主衝突判定手段と、
   前記第２加速度センサから得られる前記車両の長さ方向に作用する加速度データを基に第１セーフィング判定を行う第１セーフィング判定手段と、
   前記第１加速度センサから得られる前記車両の幅方向に作用する加速度データを基に第２セーフィング判定を行う第２セーフィング判定手段と、
   前記第２加速度センサの非故障時には前記第１セーフィング判定結果を、前記第２加速度センサの故障時には前記第２セーフィング判定結果を最終的なセーフィング判定結果として選択するセーフィング判定結果選択手段と、
   前記セーフィング判定結果選択手段によって選択された最終的なセーフィング判定結果及び前記主衝突判定手段の衝突判定結果に基づいて最終的に乗員保護装置を起動するか否かを決定する最終起動決定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両衝突判定装置。
3. 前記第２加速度センサは、車体変形を伴う衝突によって生じる高周波振動成分を検出可能な測定レンジ及び応答周波数レンジを有し、
   前記衝突判定手段は、
   前記第２加速度センサから得られる加速度データに含まれる前記高周波振動成分に基づいて衝突によって生じる変形エネルギを算出する第２演算手段と、
   前記変形エネルギに基づいて車体変形を伴う衝突が発生したか否かを判定し、その判定結果に応じて前記衝突判定閾値の切替を前記主衝突判定手段に指示する閾値切替判断手段と、をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両衝突判定装置。
4. 前記第１演算手段は、前記衝突判定用演算値として少なくとも乗員移動量を算出し、
   前記閾値切替判断手段は、
   前記乗員移動量に応じて変形エネルギ閾値を設定する閾値設定手段と、
   前記変形エネルギと前記変形エネルギ閾値とを比較することで前記車体変形を伴う衝突が発生したか否かを判定する第１比較判定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両衝突判定装置。
5. 前記第１演算手段は、前記衝突判定用演算値として前記乗員移動量に加えて乗員速度変化量を算出し、
   前記閾値切替判断手段は、
   前記乗員速度変化量と乗員速度変化量閾値とを比較することで速度変化が大きな衝突が発生したか否かを判定する第２比較判定手段と、
   前記第１比較判定手段及び前記第２比較判定手段の判定結果に基づいて最終的に前記衝突判定閾値の切替を指示するか否かを決定する最終切替決定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の車両衝突判定装置。
6. 前記閾値切替判断手段は、前記故障検知手段によって前記第２加速度センサが故障したと判定された場合に、前記主衝突判定手段に対する前記衝突判定閾値の切替指示を強制的に停止することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
7. 前記第１加速度センサは、前記車両の長さ方向に作用する加速度を検出する１軸加速度センサと、前記車両の幅方向に作用する加速度を検出する１軸加速度センサとの２つの１軸加速度センサによって構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。

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