JP2013103683A - 車両衝突判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度を安定して得ることができる車両衝突判定装置を提供する。
【解決手段】衝突時の衝撃を吸収する複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられたエクステンションフレーム１１１を有する車両１００に生じる音響帯域の高周波振動と、該音響帯域より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段（音響センサ１１及び加速度センサ１２）と、エクステンションフレーム１１１に設けられた複数の吸収領域Ａ１，Ａ２のうちの何れか１つの吸収領域が潰れることにより算出される高周波振動のエネルギー変化量及び低周波振動の積分値に基づいて、衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断する閾値切替判断手段と、この判断結果に応じて設定された衝突判定閾値と積分値とを比較することで衝突判定を行う衝突判定手段とを備える。
【選択図】図１

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加速度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。

以下の特許文献１には、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）内に設置されたユニットセンサに加えて、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を備えるＳＲＳエアバッグシステムが開示されている。このシステムでは、ユニットセンサとフロントクラッシュセンサとから得られる加速度データに基づいて、前面衝突（正面衝突、オフセット衝突、斜突を含む）が発生したか否かの判定を行い、その判定結果に応じて乗員保護装置の起動制御を行っている。

また、近年では、音響センサを用いて衝突時の車体変形に起因して発生する衝撃音を検出し、その検出結果を基に衝突判定を行うＣＩＳＳ（Crash Impact Sound Sensing）技術の開発が進んでいる。以下の特許文献２には、バルク音波センサを用いて車両衝突時に車体要素（サイドメンバー）に発生するトランスバーサル方向のバルク音波の振れを検出し、その検出結果を基に衝突判定を行う技術が開示されている。

尚、上述した加速度センサ及び音響センサは、共に振動を検出する振動センサに属するものであるが、検出対象振動の周波数帯域が異なる。一般的に、加速度センサは、周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの低周波振動を検出して加速度データとして出力し、音響センサは、周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ（音響帯域）の高周波振動を検出して音響データとして出力する。

特開平１０−２８７２０３号公報 特表２００１−５１９２６８号公報

ところで、上述した特許文献１において、ユニットセンサに加えてフロントクラッシュセンサを用いるのは、車両の衝突モードが、乗員保護装置の起動が必要なモードであるのか、或いは、乗員保護装置の起動が不要なモードであるのかを迅速且つ正確に判定するためである。尚、乗員保護装置の起動が必要な衝突モードは、例えば高速オフセット衝突であり、乗員保護装置の起動が不要な衝突モードは、例えば低速オフセット衝突である。

具体的に、ユニットセンサは前面衝突時の車体変形が小さい車両中央部に設置されているため、衝突発生時点から衝突モードを正確に判別できる程の大きな差がセンサ出力に現れるまで長い時間（約４０ｍｓ以上）を要する。ここで、乗員保護の観点から、乗員保護装置の起動は衝突発生時点から２０〜３０ｍｓの間であることが理想とされているため、ユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、従来は、前面衝突時の車体変形が大きい車両前部にフロントクラッシュセンサを設けることで、迅速且つ正確な衝突判定を実現している。

フロントクラッシュセンサはシステムコストの上昇を招く要因となっているため、ＳＲＳユニットに内蔵されたユニットセンサのみで衝突判定を行うことが理想であるが、上記のようにユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、ユニットセンサとして加速度センサの代わりに音響センサを用いることで、フロントクラッシュセンサを不要とするシステムの構築が試みられている。音響センサから得られる音響データは、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、衝突モードの判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効であると考えられる。

しかしながら、衝突時に音響センサから得られる音響データは、自己の車両が損壊する音のみならず、衝突相手が関係する音（例えば、衝突時の打撃音や衝突相手が損壊する音）を含んだものである。ここで、衝突相手が関係する音の周波数成分や大きさは、衝突相手の構造や材質等に応じて大きく変化するため、衝突相手によって衝突判定精度が大きく変化するという問題があった。また、音響帯域の振動成分は、損壊した場所（車体衝突位置）からＳＲＳユニットに届くまでの区間で減衰しやすく、且つ車体の構造上の違いから減衰の度合いも異なるため、衝突判定精度が安定しないという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度を安定して得ることができる車両衝突判定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両衝突判定装置は、衝突時の衝撃を吸収する複数の吸収領域が設けられた拡張フレームを有する車両に生じる音響帯域の高周波振動と、該音響帯域より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段と、前記高周波振動のエネルギー変化量を算出する第１演算手段と、前記低周波振動の積分値を算出する第２演算手段と、前記拡張フレームに設けられた複数の吸収領域のうちの何れか１つの吸収領域が潰れることにより算出される前記エネルギー変化量及び前記積分値に基づいて、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の衝突判定に用いられる衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断する閾値切替判断手段と、前記閾値切替判断手段の判断結果に応じて設定された前記衝突判定閾値と前記積分値とを比較することで前記衝突判定を行う衝突判定手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の車両衝突判定装置は、前記第２演算手段が、前記低周波振動の一次積分値及び二次積分値を算出し、前記閾値切替判断手段が、前記高周波振動のエネルギー変化量を第１軸、前記低周波振動の二次積分値を第２軸とする２次元マップ上に設定された第１閾値と、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記エネルギー変化量及び前記二次積分値とを比較することによって前記衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断し、前記衝突判定手段が、前記低周波振動の一次積分値を第１軸、前記低周波振動の二次積分値を第２軸とする２次元マップ上に前記閾値切替判断手段の判断結果に応じて設定された前記衝突判定閾値と、前記第２演算手段によって算出された前記一次積分値及び前記二次積分値とを比較することによって前記衝突判定を行うことを特徴としている。
或いは、本発明の車両衝突判定装置は、前記第１演算手段が、前記高周波振動のエネルギー変化量に加えて、前記高周波振動に含まれる第１帯域の振動成分のエネルギー変化量及び前記高周波振動に含まれる第２帯域の振動成分のエネルギー変化量を算出し、前記第２演算手段が、前記低周波振動の一次積分値及び二次積分値を算出し、前記閾値切替判断手段が、前記高周波振動のエネルギー変化量を第１軸、前記低周波振動の二次積分値を第２軸とする２次元マップ上に設定された第１閾値と、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記エネルギー変化量及び前記二次積分値とを比較することによって前記衝突判定閾値の切り替えが必要か否かの第１閾値切替判断を行う第１判断手段と、前記第１帯域の振動成分のエネルギー変化量を第１軸、前記第２帯域の振動成分のエネルギー変化量を第２軸とする２次元マップ上に設定された第２閾値と、前記第１演算手段によって算出された前記第１，第２帯域の振動成分のエネルギー変化量とを比較することによって前記衝突判定閾値の切り替えが必要か否かの第２閾値切替判断を行う第２判断手段と、前記第１，第２閾値切替判断の判断結果に基づいて最終的に前記衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断する最終切替判断手段とを備えており、前記衝突判定手段が、前記低周波振動の一次積分値を第１軸、前記低周波振動の二次積分値を第２軸とする２次元マップ上に前記最終切替判断手段の判断結果に応じて設定された前記衝突判定閾値と、前記第２演算手段によって算出された前記一次積分値及び前記二次積分値とを比較することによって前記衝突判定を行うことを特徴としている。
また、本発明の本発明の車両衝突判定装置は、前記振動検出手段が、前記高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、前記低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサとを備えることを特徴としている。
また、本発明の本発明の車両衝突判定装置は、前記拡張フレームが、前記吸収領域の境界部分にリブ又は孔が形成されて車両の前部に設置される筒状のフレームであることを特徴としている。
或いは、本発明の本発明の車両衝突判定装置は、前記拡張フレームが、前記複数の吸収領域が互いに異なる材料又は構造とされて車両の前部に設置される筒状のフレームであることを特徴としている。

本発明によれば、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度を安定して得ることができるという効果がある。つまり、本発明によると、乗員保護装置の起動を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、乗員保護装置の起動が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度で安定して判別することができるという効果がある。

本発明の一実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムを備える車両の概略構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態におけるＳＲＳユニットの要部構成及びΔＥ算出部１３の構成を示すブロック図である。 衝突判定に用いられる２次元マップ並びに高速オフセット衝突時及び低速オフセット衝突時に音響センサから得られる音響データＳ（ｔ）の時間変化をそれぞれ示す図である。 ＳＲＳユニットの変形例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による車両衝突判定装置について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムを備える車両の概略構成を示す平面図である。図１（ａ）に示す通り、車両１００に設けられる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それぞれ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、内蔵する音響センサ１１及び加速度センサ１２の出力信号に基づいて、車両１００に前面衝突が発生したか否かの判定（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からの点火信号に応じて展開し、車両１００の前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。尚、一般的に、車両１００には、エアバッグ２の他に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。

ここで、図１（ａ）に示す通り、車両１００の前部（右前部及び左前部）には、衝突時の衝撃を吸収するエクステンションフレーム１１１（拡張フレーム）が設けられている。このエクステンションフレーム１１１は、衝突時の衝撃を吸収する複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられた筒状の部材であり、車両１００の前後方向（図１（ａ）中のＸ方向）に延びるフレーム１１０の先端部に、前方に突出した状態に取り付けられている。エクステンションフレーム１１１は、車両１００が前面衝突した場合に、吸収領域Ａ１，Ａ２のうちの何れか一方が潰れた後で何れか他方が潰れるように構成されている。尚、以下では、理解を容易にするために、エクステンションフレーム１１１は、吸収領域Ａ１が潰れた後に吸収領域Ａ２が潰れるものとする。

エクステンションフレーム１１１に複数の吸収領域Ａ１，Ａ２領域を設けるのは、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度を安定して得るためである。つまり、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れる間に音響センサ１１から得られる音響データ（衝突相手の構造や材料に依存する周波数成分を含む音響データ）を排除し、吸収領域Ａ１が潰れることにより音響センサ１１から得られる音響データを用いて衝突判定を行うことで、高い衝突判定精度を得るようにしている。

ここで、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１は完全に潰れてしまうと剛体になるため、吸収領域Ａ１が潰れることにより、剛体（吸収領域Ａ１）が吸収領域Ａ２に衝突することによって吸収領域Ａ２が潰れ始めることになる。吸収領域Ａ１の潰れによって形成される剛体は材料が既知であり、剛体が衝突する吸収領域Ａ２は構造及び材料が既知であるため、吸収領域Ａ１が潰れることにより、衝突相手の構造や材料に依存しない既知の周波数成分が含まれる音響データが音響センサ１１から得られることになる。よって、この音響データを用いて衝突判定を行えば、高い衝突判定精度を得ることができる。

図１（ｂ），（ｃ）は、車両１００のエクステンションフレームを模式的に示す平面図である。図１（ｂ）に示すエクステンションフレーム１１１は、側面にリブ加工又は孔あけ加工がされることによって複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられている。尚、図１（ａ）に示す例では、吸収領域Ａ１，Ａ２の境界部分に孔Ｈが形成されることによって、複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられている。

図１（ｃ）に示すエクステンションフレーム１１１は、先端部と根本部が互いに異なる材料又は構造体で形成されることによって複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられている。図１（ｂ），（ｃ）に示すエクステンションフレーム１１１の何れを用いるかは、コスト等を考慮して適宜決定される。尚、本実施形態ではエクステンションフレーム１１１に２つの吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられている例について説明するが、３つ以上の吸収領域が設けられていても良い。

図２（ａ）は、本発明の一実施形態におけるＳＲＳユニットの要部構成を示すブロック図である。図２（ａ）に示す通り、ＳＲＳユニット１は、音響センサ１１（第１振動センサ）、加速度センサ１２（第２振動センサ）、ΔＥ算出部１３、第１ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１４、第２ＢＰＦ１５、ΔＥ１算出部１６、ΔＥ２算出部１７、ΔＳ算出部１８、ΔＶ算出部１９、ΔＳ−ΔＥマップ判定部２０（第１判断手段）、ΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１（第２判断手段）、ＡＮＤ部２２（最終切替判断手段）、及びΔＳ−ΔＶマップ判定部２３（衝突判定手段）を備えている。

尚、上記の構成要素のうち、音響センサ１１及び加速度センサ１２は、本発明における振動検出手段に相当する。また、ΔＥ算出部１３、第１ＢＰＦ１４、第２ＢＰＦ１５、ΔＥ１算出部１６、及びΔＥ２算出部１７は、本発明における第１演算手段に相当し、ΔＳ算出部１８及びΔＶ算出部１９は、本発明における第２演算手段に相当する。更に、ΔＳ−ΔＥマップ判定部２０、ΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１、及びＡＮＤ部２２は、本発明における閾値切替判断手段に相当する。

音響センサ１１は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の前後方向（図１（ａ）中のＸ方向）に生じる音響帯域の高周波振動を検出し、その検出結果を音響データＳ（ｔ）としてΔＥ算出部１３、第１ＢＰＦ１４、及び第２ＢＰＦ１５に出力する。具体的に、音響センサ１１は、周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出する。この音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴をよく捉えたものである。

加速度センサ１２は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の前後方向に生じる、音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出し、その検出結果を加速度データＧ（ｔ）としてΔＳ算出部１８及びΔＶ算出部１９に出力する。具体的に、加速度センサ１２は、周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を検出する。この加速度センサ１２から得られる加速度データＧ（ｔ）は、前面衝突によって車両１００に生じる減速度をよく捉えたものである。

このように、音響センサ１１及び加速度センサ１２は、共に振動を検出する振動センサに属するものであるが、検出対象振動の周波数帯域が異なる。尚、音響センサ１１及び加速度センサ１２は、図１（ａ）に示す通りＳＲＳユニット１内に別個に設けられていても良く、或いは、１つのセンサセル内に内蔵されていても良い。

ΔＥ算出部１３は、音響センサ１１からの音響データＳ（ｔ）のエネルギー変化量ΔＥを算出し、その算出結果をΔＳ−ΔＥマップ判定部２０に出力する。図２（ｂ）は、ΔＥ算出部１３の構成を示すブロック図である。図２（ｂ）に示す通り、ΔＥ算出部１３は、絶対値算出部１３ａ及び区間積分部１３ｂを備えている。絶対値算出部１３ａは、音響センサ１１からの音響データＳ（ｔ）の絶対値｜Ｓ（ｔ）｜を算出し、その算出結果を区間積分部１３ｂに出力する。区間積分部１３ｂは、絶対値算出部１３ａで算出された絶対値｜Ｓ（ｔ）｜を区間積分することでエネルギー変化量ΔＥを算出し、その算出結果をΔＳ−ΔＥマップ判定部２０に出力する。

本来、音響データＳ（ｔ）のエネルギー変化量ΔＥは、音響データＳ（ｔ）の二乗を区間積分すること、つまり、以下の（１）式に示される通り、一定時間区間内で｛Ｓ（ｔ）｝^２を積算することで求めることができる。しかしながら、本実施形態ではエネルギー変化量ΔＥの算出処理に掛かる負荷を減らすために、以下の（２）式に示される通り、音響データＳ（ｔ）の絶対値｜Ｓ（ｔ）｜を区間積分する（一定時間区間内で積算する）ことにより、近似的にエネルギー変化量ΔＥを算出する。
ΔＥ ＝ Σ｛Ｓ（ｔ）｝^２ ・・・（１）
ΔＥ ≒ Σ｜Ｓ（ｔ）｜ ・・・（２）

第１ＢＰＦ１４は、音響センサ１１からの音響データＳ（ｔ）から周波数帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分（第１帯域の振動成分）を抽出し、その抽出した振動成分を第１バンド音響データＳ１（ｔ）としてΔＥ１算出部１６に出力する。第２ＢＰＦ１５は、音響センサ１１からの音響データＳ（ｔ）から周波数帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分（第２帯域の振動成分）を抽出し、その抽出した振動成分を第２バンド音響データＳ２（ｔ）としてΔＥ２算出部１７に出力する。

ΔＥ１算出部１６は、第１ＢＰＦ１４からの第１バンド音響データＳ１（ｔ）のエネルギー変化量ΔＥ１（第１帯域の振動成分のエネルギー変化量：以下、「第１バンドエネルギー変化量ΔＥ１」という）を算出し、その算出結果をΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１に出力する。ΔＥ２算出部１７は、第２ＢＰＦ１５からの第２バンド音響データＳ２（ｔ）のエネルギー変化量ΔＥ２（第２帯域の振動成分のエネルギー変化量：以下、「第２バンドエネルギー変化量ΔＥ２」という）を算出し、その算出結果をΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１に出力する。尚、第１，第２バンドエネルギー変化量ΔＥ１，ΔＥ２の算出手法は、エネルギー変化量ΔＥの算出手法と同様である。

ΔＳ算出部１８は、加速度センサ１２からの加速度データＧ（ｔ）を二次区間積分することで乗員の移動量ΔＳ（二次積分値）を算出し、その算出結果をΔＳ−ΔＥマップ判定部２０及びΔＳ−ΔＶマップ判定部２３に出力する。ΔＶ算出部１９は、加速度センサ１２からの加速度データＧ（ｔ）を一次区間積分することで乗員の速度変化量ΔＶ（一次積分値）を算出し、その算出結果をΔＳ−ΔＶマップ判定部２３に出力する。

ΔＳ−ΔＥマップ判定部２０は、ΔＥ算出部１３及びΔＳ算出部１８によってそれぞれ算出されたエネルギー変化量ΔＥ及び移動量ΔＳに基づいて、エアバッグ２の起動を必要とする衝突が発生したか否かの衝突判定に用いられる衝突判定閾値（詳細は後述する）の切り替えが必要か否かの第１閾値切替判断を行う。具体的には、図３（ａ）に示す通り、エネルギー変化量ΔＥを縦軸（第１軸）、移動量ΔＳを横軸（第２軸）とする２次元マップ上に２次元的に設定された第１切替判断閾値ＴＨ１と、ΔＥ算出部１３及びΔＳ算出部１８によって算出されたエネルギー変化量ΔＥ及び移動量ΔＳとを比較して後述する衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断し、その閾値切替判断結果Ｒ１をＡＮＤ部２２へ出力する。

図３（ａ）の２次元マップ上において、符号Ｗ１を付した曲線は、高速オフセット衝突等の車体変形を伴う激しい衝突（エアバッグ２の展開が必要な衝突）が発生した場合のΔＳ−ΔＥ特性波形を示している。これに対し、符号Ｗ２を付した曲線は、低速オフセット衝突等の車体変形が軽微な穏やかな衝突（エアバッグ２の展開が不要な衝突）が発生した場合のΔＳ−ΔＥ特性波形を示している。また、符号Ｗ３を付した曲線は、車体変形を伴わない飛石等による局所打撃（エアバッグ２の展開が不要な衝突）が発生した場合のΔＳ−ΔＥ特性波形を示している。

図３（ａ）を参照すると、車体変形を伴う激しい衝突、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び車体変形を伴わない飛石等による局所打撃では、ΔＳ−ΔＥ特性波形に明確な差異が生ずること分かる。このため、図３（ａ）に示す通り、車体変形を伴う激しい衝突、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び車体変形を伴わない飛石等による局所打撃を確実に切り分けできる値に第１切替判断閾値ＴＨ１を設定すれば、ΔＥ算出部１３及びΔＳ算出部１８によって算出されたエネルギー変化量ΔＥ及び移動量ΔＳが第１切替判断閾値ＴＨ１を超えたときに（閾値切替判断結果Ｒ１が「１」になるときに）、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生した（衝突判定閾値の切り替えが必要）と正確に判断できる。

上記の第１切替判断閾値ＴＨ１の設定手法は以下の通りである。前述した通り、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、高速オフセット衝突と低速オフセット衝突との判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効である。図３（ｄ）は、高速オフセット衝突時及び低速オフセット衝突時に音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）の時間変化をそれぞれ示す図である。

図３（ｄ）に示す通り、高速オフセット衝突時には、衝突発生時点（時刻０）から約１０〜１５ｍｓの間に最初の大きなピークＰ１が現れ、衝突発生時点から約２０〜３０ｍｓの間に次の大きなピークＰ２が現れる音響データＳ（ｔ）が得られる。ここで、最初の大きなピークＰ１には、図１（ａ）に示すエクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れる間に現れるピークＰ１１と、吸収領域Ａ２が潰れる間に現れるピークＰ１２とが含まれる。これに対し、低速オフセット衝突時には、衝突発生時点から約１８ｍｓ程度経過した時点で最初の大きなピークＰ３が現れる。

図３（ｄ）を参照すると、高速オフセット衝突時に得られる音響データＳ（ｔ）のピークＰ１１は、低速オフセット衝突時に得られる音響データＳ（ｔ）のピークＰ３とほぼ同じ大きさであるが、高速オフセット衝突時に得られる音響データＳ（ｔ）のピークＰ１２は、ピークＰ３よりも大きさが十分に大きいことが分かる。ここで、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れる間に生ずるピークＰ１１の大きさは、衝突相手の構造や材料に依存して変化することから、ピークＰ１１を排除してピークＰ１２を用いて衝突判定を行うことで、高速オフセット衝突と低速オフセット衝突とを正確に判別することが可能になる。

従って、図３（ａ）に示す２次元マップ上における第１切替判断閾値ＴＨ１の横軸方向に延びる部分は、図３（ｄ）に示すピークＰ１１を排除しつつ、ピークＰ１２を用いた衝突判定が可能な値に設定されている。つまり、この部分は、衝突相手の構造や材料を考慮したピークＰ１１の最大値よりも大きく、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れることにより得られるピークＰ１２の最大値以下の値に設定される。

尚、移動量ΔＳが大きくなるほど（衝突が大きいほど）、車両１００に発生する構造音響が大きくなるので、仮に第１切替判断閾値ＴＨ１の横軸方向に延びる部分を一定値とすると、本来ならばエアバッグ２の展開が不要な衝突が発生しているにも関わらず、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと誤判定する可能性がある。そこで、このような誤判定を防止するために、図３（ａ）に示す通り、第１切替判断閾値ＴＨ１の横軸方向に延びる部分は、移動量ΔＳが大きくなるほど高くなるように設定することが望ましい。

一方、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、車体変形を伴わない飛石等による局所打撃音を多く含んでいるため、エアバッグ２の展開が必要な衝突による衝撃音と、エアバッグ２の展開が不要な局所打撃音とを正確に判別する必要がある。このような衝突による衝撃音と飛石等による局所打撃音との判別には、加速度センサ１２から得られる加速度データＧ（ｔ）を利用することができる。衝突による衝撃音が発生した場合には大きな減速度が生じるが、飛石等による局所打撃音が発生した場合には小さな減速度が生じるのみである。

つまり、図３（ａ）に示す２次元マップ上において、第１切替判断閾値ＴＨ１の縦軸方向に延びる部分は、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（飛石等による局所打撃）とを判別できるような値に設定されている。尚、飛石等による局所打撃音が大きくなっても、それによる減速度に大きな変化はないため、第１切替判断閾値ＴＨ１の縦軸方向に延びる部分は、エネルギー変化量ΔＥに対して一定値に設定すれば良い。

ΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１は、ΔＥ１算出部１６及びΔＥ２算出部１７によってそれぞれ算出された第１，第２バンドエネルギー変化量ΔＥ１，ΔＥ２に基づいて、衝突判定閾値の切り替えが必要か否かの第２閾値切替判断を行う。具体的には、図３（ｂ）に示す通り、第１バンドエネルギー変化量ΔＥ１を横軸、第２バンドエネルギー変化量ΔＥ２を縦軸とする２次元マップ上に２次元的に設定された第２切替判断閾値ＴＨ２と、ΔＥ１算出部１６及びΔＥ２算出部１７によって算出された第１，第２バンドエネルギー変化量ΔＥ１，ΔＥ２とを比較して後述する衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断し、その閾値切替判断結果Ｒ２をＡＮＤ部２２へ出力する。

図３（ｂ）の２次元マップ上において、符号Ｗ４を付した曲線は、高速オフセット衝突等の車体変形を伴う激しい衝突（エアバッグ２の展開が必要な衝突）が発生した場合のΔＥ１−ΔＥ２特性波形を示している。これに対し、符号Ｗ５を付した曲線は、低速オフセット衝突等の車体変形が軽微な穏やかな衝突（エアバッグ２の展開が不要な衝突）が発生した場合のΔＥ１−ΔＥ２特性波形を示している。

図３（ｂ）を参照すると、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、ΔＥ１−ΔＥ２特性波形に明確な差異が生ずることが分かる。このため、図３（ｂ）に示す通り、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第２切替判断閾値ＴＨ２を設定すれば、ΔＥ１算出部１６及びΔＥ２算出部１７によって算出された第１，第２バンドエネルギー変化量ΔＥ１，ΔＥ２が第２切替判断閾値ＴＨ２を超えたときに（閾値切替判断結果Ｒ２が「１」になるときに）、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生した（衝突判定閾値の切り替えが必要）と正確に判断できる。

ここで、例えば音響帯域の高周波振動の減衰や音響センサ１１の感度等の誤差要因によって、第１バンドエネルギー変化量ΔＥ１は、エアバッグ２の展開が必要な衝突パターンよりも縁石乗り上げ等の非衝突パターンの方が大きくなる場合がある。しかしながら、第１，第２バンドエネルギー変化量ΔＥ１，ΔＥ２に変動が生じたとしても、両方のエネルギー変化量ΔＥ１，ΔＥ２は同じ増減方向に変動するため、第１，第２バンドエネルギー変化量ΔＥ１，ΔＥ２の関係に影響はなく、衝突判定精度（衝突判定閾値の切替要否判断精度）は一定に保たれる。

ＡＮＤ部２２は、ΔＳ−ΔＥマップ判定部２０の閾値切替判断結果Ｒ１と、ΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１の閾値切替判断結果Ｒ２とに基づいて、最終的に衝突判定閾値の切り替え必要か否かの最終切替判断を行い、その最終切替判断結果Ｒ３をΔＳ−ΔＶマップ判定部２３に出力する。具体的に、ＡＮＤ部２２は、閾値切替判断結果Ｒ１，Ｒ２の両方が「１」の場合に最終切替判断結果Ｒ３を「１」にセットし、閾値切替判断結果Ｒ１，Ｒ２の少なくとも一方が「０」の場合に最終切替判断結果Ｒ３を「０」にセットする。尚、最終切替判断結果Ｒ３が「１」にセットされた場合には、図３（ｃ）に示す衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉが衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｌｏに切り替えられ、最終切替判断結果Ｒ３が「０」にセットされた場合には衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉに保持される。

ΔＳ−ΔＶマップ判定部２３は、ＡＮＤ部２２からの最終切替判断結果Ｒ３に応じて設定される衝突判定閾値と、ΔＳ算出部１８及びΔＶ算出部１９によって算出された移動量ΔＳ及び速度変化量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う。具体的には、図３（ｃ）に示す通り、移動量ΔＳを横軸、速度変化量ΔＶを縦軸とする２次元マップ上に設定される衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉ（或いは、衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｌｏ）と、ΔＳ算出部１８及びΔＶ算出部１９によって算出された移動量ΔＳ及び速度変化量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、その結果を最終的な衝突判定結果Ｒ４として出力する。

より具体的に、ΔＳ−ΔＶマップ判定部２３は、最終切替判断結果Ｒ３が「０」の場合に衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉを保持する一方で、最終切替判断結果Ｒ３が「１」の場合に衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉを衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｌｏに切り替える。そして、移動量ΔＳ及び速度変化量ΔＶが衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉ或いは衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｌｏを超えた場合に、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Ｒ４を「１」にセットする。他方、移動量ΔＳ及び速度変化量ΔＶが衝突判定閾値を超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Ｒ４を「０」にセットする。

図３（ｃ）の２次元マップ上において、符号Ｗ６を付した曲線は、高速オフセット衝突等の車体変形を伴う激しい衝突（エアバッグ２の展開が必要な衝突）が発生した場合のΔＳ−ΔＶ特性波形を示している。これに対し、符号Ｗ７を付した曲線は、低速オフセット衝突等の車体変形が軽微な穏やかな衝突（エアバッグ２の展開が不要な衝突）が発生した場合のΔＳ−ΔＶ特性波形を示している。また、符号Ｗ８を付した曲線は、初期加速度は小さいがエアバッグ２の展開が必要な衝突が発生した場合のΔＳ−ΔＶ特性波形を示している。

図３（ｃ）を参照すると、エアバッグ２の展開が必要な衝突と不要な衝突とではΔＳ−ΔＥ特性波形に明確な差異が生じることが分かる。このため、衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉは、エアバッグ２の展開が必要な衝突と不要な衝突とを確実に切り分けできる値であって、移動量ΔＳ及び速度変化量ΔＶが衝突判定閾値を超えにくくなるような比較的高い値に設定されている。これに対し、衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｌｏは、移動量ΔＳ及び速度変化量ΔＶが衝突判定閾値を超えやすくなるような比較的低い値に設定されている。

以上のΔＳ−ΔＥマップ判定部２０及びΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１は、前面衝突によって車体が変形（損壊）する特徴を迅速且つ正確に捉えるのに有効な音響データＳ（ｔ）を利用して第１，第２閾値切替判断を行っている。このため、車体変形を伴う激しい衝突が発生したか否か（衝突判定閾値の切替を行う必要があるか否か）を迅速且つ正確に判断することができる。

以上の第１，第２の閾値切替判断によって、車体変形を伴う激しい衝突が発生していないという判断結果が得られた場合には、実際にエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生した蓋然性は極めて低くなる。従って、かかる場合には、ΔＳ−ΔＶマップ判定部２３での衝突判定において比較的高い値の衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉを用いることにより、エアバッグ２の展開を必要とする衝突とエアバッグ２の展開が不要な衝突とを確実に判別することができる。

これに対し、以上の第１，第２の閾値切替判断によって、車体変形を伴う激しい衝突が発生したという判断結果が得られた場合には、実際にエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生した蓋然性は極めて高くなる。従って、かかる場合には、ΔＳ−ΔＶマップ判定部２３での衝突判定において比較的低い値の衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｌｏに切り替えることにより、エアバッグ２を迅速に展開させることができる。

以上説明したＳＲＳユニット１に設けられるブロックのうち、メイン衝突判定部１３〜ΔＳ−ΔＶマップ判定部２３は、ＳＲＳユニット１に内蔵されたＣＰＵ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ブロックである。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の電源が投入されている間、つまり車両１００の走行中に、以下のステップＳ１〜Ｓ１３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〉
衝突判定処理が開始されると、ＣＰＵは、まず制御変数ｎをインクリメントした後、音響センサ１１からアナログデータとして入力される音響データＳ（ｔ）と、加速度センサ１２からアナログデータとして入力される加速度データＧ（ｔ）とをサンプリング及びＡ／Ｄ変換することで、音響データＳ（ｔ）の現在値を示すディジタルデータＳ（ｎ）と、加速度データＧ（ｔ）の現在値を示すディジタルデータＧ（ｎ）とを取得する。以下では、ディジタルデータＳ（ｎ）を音響データＳ（ｔ）の今回値と呼び、ディジタルデータＧ（ｎ）を加速度データＧ（ｔ）の今回値と呼ぶ。

尚、ＣＰＵは、取得した音響データＳ（ｔ）の今回値Ｓ（ｎ）及び加速度データＧ（ｔ）の今回値Ｇ（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音響データＳ（ｔ）＝｛Ｓ（１），…，Ｓ（ｎ−２），Ｓ（ｎ−１），Ｓ（ｎ）｝と、加速度データＧ（ｔ）＝｛Ｇ（１），…，Ｇ（ｎ−２），Ｇ（ｎ−１），Ｇ（ｎ）｝とが記憶されることになる。尚、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〉
次に、ＣＰＵは、ディジタルバンドパスフィルタ処理に必要な音響データＳ（ｔ）をＲＡＭから読み出し、通過周波数帯域が５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚに設定されたディジタルバンドパスフィルタ処理用の演算式に代入することで、周波数帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分である第１バンド音響データＳ１（ｔ）の今回値Ｓ１（ｎ）を算出する。ここで、例えば、ディジタルバンドパスフィルタ処理に、音響データＳ（ｔ）の今回値、前回値、前々回値が必要な場合は、ＲＡＭからＳ（ｎ），Ｓ（ｎ−１），Ｓ（ｎ−２）を読み出せば良い。

尚、ＣＰＵは、算出した第１バンド音響データＳ１（ｔ）の今回値Ｓ１（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バンド音響データＳ１（ｔ）＝｛Ｓ１（１），…，Ｓ１（ｎ−２），Ｓ１（ｎ−１），Ｓ１（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１ＢＰＦ１４の機能が実現される。

〈ステップＳ３〉
続いて、ＣＰＵは、ディジタルバンドパスフィルタ処理に必要な音響データＳ（ｔ）をＲＡＭから読み出し、通過周波数帯域が１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚに設定されたディジタルバンドパスフィルタ処理用の演算式に代入することで、周波数帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分である第２バンド音響データＳ２（ｔ）の今回値Ｓ２（ｎ）を算出する。

尚、ＣＰＵは、算出した第２バンド音響データＳ２（ｔ）の今回値Ｓ２（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バンド音響データＳ２（ｔ）＝｛Ｓ２（１），…，Ｓ２（ｎ−２），Ｓ２（ｎ−１），Ｓ２（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２ＢＰＦ１５の機能が実現される。

〈ステップＳ４〉
次いで、ＣＰＵは、エネルギー変化量ΔＥの算出に必要な音響データＳ（ｔ）をＲＡＭから読み出し、以下の（３）式に示す一次区間積分用の演算式に代入することでエネルギー変化量ΔＥの今回値ΔＥ（ｎ）を算出する。尚、以下の（３）式において、Ｎは積分区間である。また、以下の（３）式は、前述した（２）式と等価である。
ΔＥ（ｎ）＝｜Ｓ（ｎ）｜＋｜Ｓ（ｎ−１）｜＋…＋｜Ｓ（ｎ−Ｎ＋１）｜
…（３）

尚、ＣＰＵは、以上の通り算出したエネルギー変化量ΔＥの今回値ΔＥ（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エネルギー変化量ΔＥ＝｛ΔＥ（１），…，ΔＥ（ｎ−２），ΔＥ（ｎ−１），ΔＥ（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ΔＥ算出部１３の機能が実現される。

〈ステップＳ５〉
続いて、ＣＰＵは、第１バンドエネルギー変化量ΔＥ１の算出に必要な第１バンド音響データＳ１（ｔ）をＲＡＭから読み出し、以下の（４）式に示す一次区間積分用の演算式に代入することで第１バンドエネルギー変化量ΔＥ１の今回値ΔＥ１（ｎ）を算出する。尚、以下の（４）式において、Ｎは積分区間である。
ΔＥ１（ｎ）＝｜Ｓ１（ｎ）｜＋｜Ｓ１（ｎ−１）｜＋…＋｜Ｓ１（ｎ−Ｎ＋１）｜
…（４）

尚、ＣＰＵは、以上の通り算出した第１バンドエネルギー変化量ΔＥ１の今回値ΔＥ１（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バンドエネルギー変化量ΔＥ１＝｛ΔＥ１（１），…，ΔＥ１（ｎ−２），ΔＥ１（ｎ−１），ΔＥ１（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ΔＥ１算出部１６の機能が実現される。

〈ステップＳ６〉
続いて、ＣＰＵは、第２バンドエネルギー変化量ΔＥ２の算出に必要な第２バンド音響データＳ２（ｔ）をＲＡＭから読み出し、以下の（５）式に示す一次区間積分用の演算式に代入することで第２バンドエネルギー変化量ΔＥ２の今回値ΔＥ２（ｎ）を算出する。尚、以下の（５）式において、Ｎは積分区間である。
ΔＥ２（ｎ）＝｜Ｓ２（ｎ）｜＋｜Ｓ２（ｎ−１）｜＋…＋｜Ｓ２（ｎ−Ｎ＋１）｜
…（５）

尚、ＣＰＵは、以上の通り算出した第２バンドエネルギー変化量ΔＥ２の今回値ΔＥ２（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バンドエネルギー変化量ΔＥ２＝｛ΔＥ２（１），…，ΔＥ２（ｎ−２），ΔＥ２（ｎ−１），ΔＥ２（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ΔＥ２算出部１７の機能が実現される。

〈ステップＳ７〉
次に、ＣＰＵは、速度変化量ΔＶの算出に必要な加速度データＧ（ｔ）をＲＡＭから読み出し、以下の（６）式に示す一次区間積分用の演算式に代入することで速度変化量ΔＶの今回値ΔＶ（ｎ）を算出する。尚、以下の（６）式において、Ｎは積分区間である。
ΔＶ（ｎ）＝Ｇ（ｎ）＋Ｇ（ｎ−１）＋…＋Ｇ（ｎ−Ｎ＋１） …（６）

ＣＰＵは、以上の通り算出した速度変化量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Ｓ７の処理によって、上述したΔＶ算出部１９の機能が実現される。

〈ステップＳ８〉
続いて、ＣＰＵは、移動量ΔＳの算出に必要な加速度データＧ１（ｔ）をＲＡＭから読み出して二次区間積分を行うことにより、移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）を算出する。ここで、加速度データＧ（ｔ）の二次区間積分は、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以下の（７）式に示す演算式を用いて移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）を算出することが望ましい。尚、以下の（７）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） …（７）

ＣＰＵは、以上の通り算出した移動量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Ｓ８の処理によって、上述したΔＳ算出部１８の機能が実現される。

〈ステップＳ９〉
次いで、ＣＰＵは、エネルギー変化量ΔＥの今回値ΔＥ（ｎ）と移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）をＲＡＭから読み出し、これらΔＥ（ｎ）及びΔＳ（ｎ）が、図３（ａ）に示す第１切替判断閾値ＴＨ１を超えたか否かを判定する。仮に、この判定結果が「ＹＥＳ」である場合（エアバッグ２の展開が必要な衝突が発生したと判定した場合）には、閾値切替判断結果Ｒ１を「１」にセットし、判定結果が「ＮＯ」である場合には、閾値切替判断結果Ｒ１を「０」にセットする。このようなステップＳ９の処理によって、上述したΔＳ−ΔＥマップ判定部２０の機能が実現される。

〈ステップＳ１０〉
続いて、ＣＰＵは、第１バンドエネルギー変化量ΔＥ１の今回値ΔＥ１（ｎ）と、第２バンドエネルギー変化量ΔＥ２の今回値ΔＥ２（ｎ）をＲＡＭから読み出し、これらΔＥ１（ｎ）及びΔＥ２（ｎ）が、図３（ｂ）に示した第２切替判断閾値ＴＨ２を超えたか否かを判定する。仮に、この判定結果が「ＹＥＳ」である場合（エアバッグ２の展開が必要な衝突が発生したと判定した場合）には、閾値切替判断結果Ｒ２を「１」にセットし、判定結果が「ＮＯ」である場合には、閾値切替判断結果Ｒ２を「０」にセットする。このようなステップＳ１０の処理によって、上述したΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１の機能が実現される。

〈ステップＳ１１〉
続いて、ＣＰＵは、閾値切替判断結果Ｒ１，Ｒ２が共に「１」であるか否かを判定する。仮に、この判定結果が「ＹＥＳ」である場合（エアバッグ２の展開が必要と判定した場合）には、最終切替判断結果Ｒ３を「１」にセットし、判定結果が「ＮＯ」である場合には、最終切替判断結果Ｒ３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ＡＮＤ部２２の機能が実現される。

〈ステップＳ１２〉
次に、ＣＰＵは、最終切替判断結果Ｒ３が「１」にセットされているか否かを判定する。仮に、この判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、衝突判定閾値として比較的低い閾値ＴＨ３＿Ｌｏを設定し、判定結果が「ＮＯ」である場合には、衝突判定閾値として比較的高い閾値ＴＨ３＿Ｈｉを設定する。

〈ステップＳ１３〉
次いで、ＣＰＵは、ＲＡＭから読み出した速度変化量ΔＶの今回値ΔＶ（ｎ）及び移動量ΔＳの今回値ΔＳ（ｎ）が、上記ステップＳ１２で設定された衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｈｉ（或いは、衝突判定閾値ＴＨ３＿Ｌｏ）を超えたか否かを判定する。仮に、この判定結果が「ＹＥＳ」である場合（エアバッグ２の展開が必要な衝突が発生したと判定した場合）には、衝突判定結果Ｒ４を「１」にセットし、判定結果が「ＮＯ」である場合には、衝突判定結果Ｒ４を「０」にセットする。このようなステップＳ１２，Ｓ１３の処理によってΔＳ−ΔＶマップ判定部２３の機能が実現される。

尚、衝突の状況によっては、今回の衝突判定処理中において最終切替判断結果Ｒ３が「１」にセットされたとしても、衝突判定結果Ｒ４が「１」にセットされない場合も想定され得る。かかる場合には、次回の衝突判定処理で最終切替判断結果Ｒ３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ＴＨ３＿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ＴＨ３＿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、最終切替判断結果Ｒ３が一度「１」にセットされた場合には、その状態を一定期間ホールドするような機能をＣＰＵ（ＡＮＤ部２２）に持たせることが望ましい。

以上説明したステップＳ１〜Ｓ１３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、ΔＳ−ΔＥマップ判定部２０による第１閾値切替判断、ΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１による第２閾値切替判断、ＡＮＤ部２２による最終閾値切替判断、及びΔＳ−ΔＶマップ判定部２３による衝突判定が実施される。そして、最終的にエアバッグ２の展開が必要と判断された場合（衝突判定結果Ｒ４が「１」にセットされた場合）に、エアバッグ２が展開されることになる。

以上説明した通り、本実施形態のＳＲＳユニット１は、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突や、飛石等による局所打撃）とを、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、迅速且つ正確に判別できる。また、図３に示した２次元マップを衝突判定に用いることにより、２次元的な閾値設定が可能となり、衝突判定精度の向上（乗員保護性能の向上）を図ることができる。

尚、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）上記実施形態で説明したΔＥ算出部１３は、図２（ｂ）に示す通り、絶対値算出部１３ａ及び区間積分部１３ｂを備える構成であったが、ΔＥ算出部１３は、図２（ｃ）に示す通り、絶対値算出部１３ａ及び区間積分部１３ｂに加えてエンベロープ出力部１３ｃを備える構成であっても良い。このエンベロープ出力部１３ｃは、絶対値算出部１３ａから入力される音響データＳ（ｔ）の絶対値｜Ｓ（ｔ）｜のエンベロープ｜Ｓｅ（ｔ）｜を出力するものである。

このようなエンベロープ出力部１３ｃとしては、例えばカットオフ周波数が４００Ｈｚに設定されたローパスフィルタを用いることができる。エンベロープ出力部１３ｃを備える構成の場合には、区間積分部１３ｂは、エンベロープ出力部１３ｃから入力されるエンベロープ｜Ｓｅ（ｔ）｜を区間積分することでエネルギー変化量ΔＥを算出する。尚、ΔＥ１算出部１６及びΔＥ２算出部１７においても、同様の手法で第１，第２バンドエネルギー変化量ΔＥ１，ΔＥ２をそれぞれ算出するようにしても良い。

（２）図２（ａ）に示したＳＲＳユニット１において、ＡＮＤ部２２の代わりにＯＲ部を設けても良い。このＯＲ部は、ΔＳ−ΔＥマップ判定部２０の閾値切替判断結果Ｒ１と、ΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１の閾値切替判断結果Ｒ２との論理和を最終切替判断結果Ｒ３としてΔＳ−ΔＶマップ判定部２３へ出力するものである。

（３）図２（ａ）に示したＳＲＳユニット１において、第１ＢＰＦ１４、第２ＢＰＦ１５、ΔＥ１算出部１６、ΔＥ２算出部１７、ΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部２１及びＡＮＤ部２２を省略し、ΔＳ−ΔＥマップ判定部２０の閾値切替判断結果Ｒ１をΔＳ−ΔＶマップ判定部２３に出力するような構成を採用しても良い。かかる構成を採用する場合には、ΔＥ算出部１３が本発明における第１演算手段に相当し、ΔＳ−ΔＥマップ判定部２０が本発明における閾値切替判断手段に相当する。

（４）図２（ａ）に示したＳＲＳユニット１を、図４（ａ）に示す簡易的な構成としても良い。図４（ａ）に示すＳＲＳユニットは、図２（ａ）に示したＳＲＳユニット１が備える音響センサ１１、加速度センサ１２、ΔＥ算出部１３、及びΔＶ算出部１９に加えて、第１比較部２４、閾値選択部２５、及び第２比較部２６を設けた構成である。

第１比較部２４は、ΔＥ算出部１３で算出されたエネルギー変化量ΔＥと切替判断閾値ΔＥｔｈとを比較することにより、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（閾値切替判断）を行う。ここで、切替判断閾値ΔＥｔｈは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（車体変形が軽微な穏やかな衝突）とを判別可能な値に設定されている。

具体的に、切替判断閾値ΔＥｔｈは、図３（ｄ）に示すピークＰ１１を排除しつつ、ピークＰ１２を用いた衝突判定が可能な値に設定されている。つまり、切替判断閾値ΔＥｔｈは、衝突相手の構造や材料を考慮したピークＰ１１の最大値よりも大きく、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れることにより得られるピークＰ１２の最大値以下の値に設定される。

閾値選択部２５は、第１比較部２４の閾値切替判断結果に応じて閾値ΔＶｔｈ＿Ｈｉと閾値ΔＶｔｈ＿Ｌｏとの何れか一方を衝突判定閾値として選択する。ここで、閾値ΔＶｔｈ＿Ｈｉは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突や初期加速度は小さいがエアバッグ展開要の衝突等を含む）とエアバッグ２の展開が不要な衝突（車体変形が軽微な穏やかな衝突や飛石等による局所打撃等を含む）とを判別可能な値に設定されている。また、閾値ΔＶｔｈ＿Ｌｏは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生した場合に迅速にエアバッグ２が展開されるように、閾値ΔＶｔｈ＿Ｈｉより低い値に設定されている。

第２比較部２６は、閾値選択部２５で選択された衝突判定閾値（閾値ΔＶｔｈ＿Ｈｉ或いは閾値ΔＶｔｈ＿Ｌｏ）と、ΔＶ算出部１９で算出された速度変化量ΔＶとを比較することにより、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う。尚、図４（ａ）に示す構成では、ΔＥ算出部１３が第１演算手段に相当し、ΔＶ算出部１９が第２演算手段に相当し、第１比較部２４が閾値切替判断手段に相当し、閾値選択部２５及び第２比較部２６が衝突判定手段に相当する。

上記構成のＳＲＳユニットにおいて、第１比較部２４でエネルギー変化量ΔＥが切替判断閾値ΔＥｔｈ以下と判定された場合には、閾値選択部２５で衝突判定閾値ΔＶｔｈ＿Ｈｉが選択されて、第２比較部２６で速度変化量ΔＶと衝突判定閾値ΔＶｔｈ＿Ｈｉとの比較が行われる。他方、第１比較部２４でエネルギー変化量ΔＥが切替判断閾値ΔＥｔｈを超えたと判定された場合には、閾値選択部２５で衝突判定閾値ΔＶｔｈ＿Ｌｏが選択されて、第２比較部２６で速度変化量ΔＶと衝突判定閾値ΔＶｔｈ＿Ｌｏとの比較が行われる。

つまり、まず、閾値切替判断では、前面衝突によって車体が変形（損壊）する特徴を迅速且つ正確に捉えるのに有効な音響データＳ（ｔ）を利用して、車体変形を伴う激しい衝突が発生したか否かを迅速且つ正確に判定する。この閾値切替判断において車体変形を伴う激しい衝突が発生していないと判定された場合（エネルギー変化量ΔＥが切替判断閾値ΔＥｔｈ以下と判定された場合）、実際にエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生した蓋然性は極めて低くなる。

従って、かかる場合には、第２比較部２６での衝突判定において比較的高い値の衝突判定閾値ΔＶｔｈ＿Ｈｉを用いることにより、エアバッグ２の展開を必要とする衝突とエアバッグ２の展開が不要な衝突（特に飛石等による局所打撃）とを確実に判別することに重点を置く。この衝突判定では、前面衝突によって車体に生じる減速度を正確に捉えるのに有効な加速度データＧ（ｔ）を利用するため、音響データＳ（ｔ）では判別が困難であった飛石等による局所打撃を正確に判別することができる。

これに対し、閾値切替判断において車体変形を伴う激しい衝突が発生したと判定された場合（エネルギー変化量ΔＥが切替判断閾値ΔＥｔｈを超えたと判定された場合）、実際にエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生した蓋然性は極めて高くなる。従って、かかる場合には、第２比較部２６での衝突判定において比較的低い値の衝突判定閾値ΔＶｔｈ＿Ｌｏに切替えることにより、エアバッグ２を迅速に展開させることに重点を置く。

以上説明した通り、図４（ａ）に示す構成のＳＲＳユニットによっても、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、エアバッグ２の展開を必要とする衝突と、エアバッグ２の展開が不要な衝突とを迅速且つ正確に判別できる。

（５）図２（ａ）に示したＳＲＳユニット１を、図４（ｂ）に示す簡易的な構成としても良い。図４（ｂ）に示すＳＲＳユニットは、図２（ａ）に示したＳＲＳユニット１が備える音響センサ１１、加速度センサ１２、ΔＥ算出部１３、及びΔＶ算出部１９に加えて、第１比較部２７、閾値選択部２８、及び第２比較部２９を設けた構成である。

第１比較部２７は、ΔＶ算出部１９で算出された速度変化量ΔＶと切替判断閾値ΔＶｔｈとを比較することにより、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（閾値切替判断）を行う。ここで、切替判断閾値ΔＶｔｈは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突とエアバッグ２の展開が不要な衝突とを判別可能な値に設定されている。

閾値選択部２８は、第１比較部２７の閾値切替判断結果に応じて閾値ΔＥｔｈ＿Ｈｉと閾値ΔＥｔｈ＿Ｌｏとの何れか一方を衝突判定閾値として選択する。ここで、閾値ΔＥｔｈ＿Ｈｉは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突とエアバッグ２の展開が不要な衝突とを判別可能な値に設定されている。また、閾値ΔＥｔｈ＿Ｌｏは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生した場合に迅速にエアバッグ２が展開されるように、閾値ΔＥｔｈ＿Ｈｉより低い値に設定されている。

例えば、閾値ΔＥｔｈ＿Ｌｏは、図３（ｄ）に示すピークＰ１２を用いた衝突判定が可能な値に設定されており、閾値ΔＥｔｈ＿Ｈｉは、図３（ｄ）に示すピークＰ２を用いた衝突判定が可能な値に設定されている。つまり、閾値ΔＥｔｈ＿Ｌｏは、衝突相手の構造や材料を考慮したピークＰ１１の最大値よりも大きく、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れることにより得られるピークＰ１２の最大値以下の値に設定される。これに対し、閾値ΔＥｔｈ＿Ｈｉは、ピークＰ１２の最大値よりも大きな値に設定される。

第２比較部２９は、閾値選択部２８で選択された衝突判定閾値（閾値ΔＥｔｈ＿Ｈｉ或いは閾値ΔＥｔｈ＿Ｌｏ）と、ΔＥ算出部１３で算出されたエネルギー変化量ΔＥとを比較することにより、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う。尚、図４（ｂ）に示す構成では、ΔＥ算出部１３が第１演算手段に相当し、ΔＶ算出部１９が第２演算手段に相当し、第１比較部２７が閾値切替判断手段に相当し、閾値選択部２８及び第２比較部２９が衝突判定手段に相当する。

上記構成のＳＲＳユニットにおいて、第１比較部２７で速度変化量ΔＶが切替判断閾値ΔＶｔｈ以下と判定された場合には、閾値選択部２８で衝突判定閾値ΔＥｔｈ＿Ｈｉが選択されて、第２比較部２９でエネルギー変化量ΔＥと衝突判定閾値ΔＥｔｈ＿Ｈｉとの比較が行われる。他方、第１比較部２７で速度変化量ΔＶが切替判断閾値ΔＶｔｈを超えたと判定された場合には、閾値選択部２８で衝突判定閾値ΔＥｔｈ＿Ｌｏが選択されて、第２比較部２９でエネルギー変化量ΔＥと衝突判定閾値ΔＥｔｈ＿Ｌｏとの比較が行われる。

つまり、図４（ｂ）に示す構成のＳＲＳユニットは、図４（ａ）に示す構成のＳＲＳユニットに対して、速度変化量ΔＶに基づいて閾値切替判断を行う点、及びエネルギー変化量ΔＥに基づいて最終的な衝突判定を行う点で相違している。このような図４（ｂ）の構成のＳＲＳユニットによっても、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、エアバッグ２の展開を必要とする衝突と、エアバッグ２の展開が不要な衝突とを迅速且つ正確に判別できる。

（６）上記実施形態では、音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出すると共に、音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を検出する場合を例示したが、検出対象振動の周波数帯域はこれに限定されず、車両１００の構造や要求される乗員保護性能に応じて適宜設定すれば良い。つまり、高周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴（構造音響）を捕捉可能であれば良く、低周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００に生じる減速度を捕捉可能であれば良い。

また、上記実施形態では、音響データＳ（ｔ）から第１帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分と第２帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分とを抽出する場合を例示した。しかしながら、これら抽出すべき第１帯域及び第２帯域の振動成分も車両１００の構造や要求される乗員保護性能に応じて適宜設定すれば良い。更に、第１帯域と第２帯域は、両方の一部が重複するように設定しても良い。

１…ＳＲＳユニット（車両衝突判定装置）、２…エアバッグ（乗員保護装置）、１１…音響センサ（振動検出手段、第１振動センサ）、１２…加速度センサ（振動検出手段、第２振動センサ）、１３…ΔＥ算出部（第１演算手段）、１４…第１ＢＰＦ（第１演算手段）、１５…第２ＢＰＦ（第１演算手段）、１６…ΔＥ１算出部（第１演算手段）、１７…ΔＥ２算出部（第１演算手段）、１８…ΔＳ算出部（第２演算手段）、１９…ΔＶ算出部（第２演算手段）、２０…ΔＳ−ΔＥマップ判定部（閾値切替判断手段、第１判断手段）、２１…ΔＥ１−ΔＥ２マップ判定部（閾値切替判断手段、第２判断手段）、２２…ＡＮＤ部（閾値切替判断手段、最終切替判断手段）、２３…ΔＳ−ΔＶマップ判定部（衝突判定手段）、２４…第１比較部（閾値切替判断手段）、２５…閾値選択部（衝突判定手段）、２６…第２比較部（衝突判定手段）、２７…第１比較部（閾値切替判断手段）、２８…閾値選択部（衝突判定手段）、２９…第２比較部（衝突判定手段）、１００…車両、１１１…エクステンションフレーム（拡張フレーム）、Ａ１，Ａ２…吸収領域

Claims (6)

1. 衝突時の衝撃を吸収する複数の吸収領域が設けられた拡張フレームを有する車両に生じる音響帯域の高周波振動と、該音響帯域より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段と、
   前記高周波振動のエネルギー変化量を算出する第１演算手段と、
   前記低周波振動の積分値を算出する第２演算手段と、
   前記拡張フレームに設けられた複数の吸収領域のうちの何れか１つの吸収領域が潰れることにより算出される前記エネルギー変化量及び前記積分値に基づいて、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の衝突判定に用いられる衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断する閾値切替判断手段と、
   前記閾値切替判断手段の判断結果に応じて設定された前記衝突判定閾値と前記積分値とを比較することで前記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. 前記第２演算手段は、前記低周波振動の一次積分値及び二次積分値を算出し、
   前記閾値切替判断手段は、前記高周波振動のエネルギー変化量を第１軸、前記低周波振動の二次積分値を第２軸とする２次元マップ上に設定された第１閾値と、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記エネルギー変化量及び前記二次積分値とを比較することによって前記衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断し、
   前記衝突判定手段は、前記低周波振動の一次積分値を第１軸、前記低周波振動の二次積分値を第２軸とする２次元マップ上に前記閾値切替判断手段の判断結果に応じて設定された前記衝突判定閾値と、前記第２演算手段によって算出された前記一次積分値及び前記二次積分値とを比較することによって前記衝突判定を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の車両衝突判定装置。
3. 前記第１演算手段は、前記高周波振動のエネルギー変化量に加えて、前記高周波振動に含まれる第１帯域の振動成分のエネルギー変化量及び前記高周波振動に含まれる第２帯域の振動成分のエネルギー変化量を算出し、
   前記第２演算手段は、前記低周波振動の一次積分値及び二次積分値を算出し、
   前記閾値切替判断手段は、
   前記高周波振動のエネルギー変化量を第１軸、前記低周波振動の二次積分値を第２軸とする２次元マップ上に設定された第１閾値と、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記エネルギー変化量及び前記二次積分値とを比較することによって前記衝突判定閾値の切り替えが必要か否かの第１閾値切替判断を行う第１判断手段と、
   前記第１帯域の振動成分のエネルギー変化量を第１軸、前記第２帯域の振動成分のエネルギー変化量を第２軸とする２次元マップ上に設定された第２閾値と、前記第１演算手段によって算出された前記第１，第２帯域の振動成分のエネルギー変化量とを比較することによって前記衝突判定閾値の切り替えが必要か否かの第２閾値切替判断を行う第２判断手段と、
   前記第１，第２閾値切替判断の判断結果に基づいて最終的に前記衝突判定閾値の切り替えが必要か否かを判断する最終切替判断手段と
   を備えており、
   前記衝突判定手段は、前記低周波振動の一次積分値を第１軸、前記低周波振動の二次積分値を第２軸とする２次元マップ上に前記最終切替判断手段の判断結果に応じて設定された前記衝突判定閾値と、前記第２演算手段によって算出された前記一次積分値及び前記二次積分値とを比較することによって前記衝突判定を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の車両衝突判定装置。
4. 前記振動検出手段は、
   前記高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、
   前記低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサと
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両衝突判定装置。
5. 前記拡張フレームは、前記吸収領域の境界部分にリブ又は孔が形成されて車両の前部に設置される筒状のフレームであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車両衝突判定装置。
6. 前記拡張フレームは、前記複数の吸収領域が互いに異なる材料又は構造とされて車両の前部に設置される筒状のフレームであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車両衝突判定装置。

Images